[发明专利]一种单像素探测边缘检测方法及设备

说明书

本发明属于计算成像和边缘检测领域，特别涉及一种单像素探测边缘检测方法及设备。所述边缘检测方法包括以下步骤：步骤S1：生成二维调制信息矩阵A，并将二维调制信息矩阵A平移一个单位得到二维调制信息矩阵B；步骤S2：分别使用二维调制信息矩阵A和二维调制信息矩阵B对照明光进行调制；步骤S3：分别探测两组调制后的照明光穿透目标物体或经目标物体反射后的光信号总强度值，得到两组光信号总强度值；步骤S4：根据两组所述光信号总强度值使用重建算法计算目标物体的边缘信息。本发明相比于传统利用图像来检测物体边缘，这种方法不需要重建物体的图像而直接得到物体的变换。

技术领域

本发明属于计算成像和边缘检测领域，特别涉及一种单像素探测边缘 检测方法及设备。

背景技术

边缘通常代表物体透射率或反射率的显著变化，这些变化通常反应了 重要信息，因此对于边缘的检测具有很高的研究意义。

传统的边缘检测方法需要首先获得物体图像，然后根据物体图像进行 目标轮廓线的计算。此类计算方法不仅要花费大量的算力，而且在弱光条 件下对于目标物体的轮廓计算时，会出现较大的误差，另一方面在一些特 殊波段，例如太赫兹，传统的边缘检测方法成本较高，并且由于阵列相机 的限制，在某些波长范围内无法实现边缘检测。因此现在亟需一种能够实 现直接得出物体轮廓线、低成本、快速计算，且全波段能够使用的物体边 缘检测方法。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种单像素探测边缘检测方法，所述边 缘检测方法包括以下步骤：

步骤S1：生成二维调制信息矩阵A，并将二维调制信息矩阵A平移一 个单位得到二维调制信息矩阵B；

步骤S2：分别使用二维调制信息矩阵A和二维调制信息矩阵B对照明 光进行调制；

步骤S3：分别探测两组调制后的照明光穿透目标物体或经目标物体反 射后的光信号总强度值，得到两组光信号总强度值；

步骤S4：根据两组所述光信号总强度值使用重建算法计算目标物体的 边缘信息。

进一步的，所述二维调制信息矩阵A中每个矩阵的表达式如下：

p⁰(x，y；L，θ)＝h_R(L)δ(xcosθ+ysinθ-L) 所述二维调制信息矩阵B中每个矩阵的表达式如下：

p^t(x，y；L，θ)＝p⁰(x，y；L+1，θ)

其中，p⁰(x，y；L，θ)为二维矩阵中对应着坐标(x，y)处的元素值，h_R(L)等 于哈达玛矩阵中第R行[L]列的值，[L]为不大于L的最大整数值，δ为狄拉 克函数，θ为与x轴的夹角。

进一步的，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：将所述二维调制信息矩阵A和二维调制信息矩阵B发送至成 像系统，产生两组调制后的照明光；

步骤S22：将两组调制后的照明光依次照射目标物体；

步骤S23：接收照明光穿透目标物体或者经目标物体反射后的光信号。

进一步的，所述步骤S3中用二维调制信息矩阵A调制后得到的光信号 总强度值的计算方式如下：

用二维调制信息矩阵B调制后得到的光信号总强度值的计算方式如 下：

其中，f(x，y)为目标物体的二维分布函数，p⁰(x，y；L，θ)为调制后的照明光 信息。

进一步的，所述步骤S4具体包括以下步骤：