[发明专利]一种差分鬼成像重构方法、系统及电子设备

说明书

本发明提供了一种差分鬼成像重构方法、系统及电子设备，涉及图像重构技术领域，方法包括构建差分鬼成像算法模型；利用高层次综合工具将差分鬼成像算法模型构建为知识产权核；将知识产权核作为数据处理模块，构建鬼成像重构系统；数据处理模块的输入量为待测物体的光强测量值和光场调制矩阵；数据处理模块的输出量为待测物体的重构图像。本发明基于高层次综合工具构建集成有鬼成像算法的知识产权核，能够提高鬼成像重构算法的运行速度并降低执行鬼成像重构的硬件要求。

技术领域

本发明涉及图像重构技术领域，特别是涉及一种差分鬼成像重构方法、系统及电子设备。

背景技术

鬼成像又称双光子成像或关联成像，是一种利用双光子复合探测恢复待测物体空间信息的一种新型成像技术。传统的光学观察是基于光场的强度的分布测量，鬼成像则基于光场的强度的关联测量，并且现有的成像技术主要利用光场的一阶关联信息(强度与位相)。工程环境通常会存在雾霾，沙尘等各种恶劣条件的影响，而鬼成像具有抗干扰性强优势，一定程度上可以抵抗大气湍流和散射介质的干扰。工程应用中不可避免的会遇到弱光场成像的问题，而鬼成像配合单光子探测器具有高灵敏性的优势，可以在弱光条件下依旧完成图像重构工作。

基于以上优势，鬼成像已经可以在许多复杂环境中完成对于二维目标物体的成像，但是鬼成像采用传统二阶关联算法需要经过多达500次的采样才能恢复出一个32*32分辨率的目标物体大致形貌，重建图像过程不仅耗时严重，无法做到实时成像以及高分辨率成像，而且还需要耗费巨大的内存空间，针对上述问题，基于FPGA的鬼成像图象重构方法逐渐成为鬼成像领域研究热点。

目前制约鬼成像实时重建工作的主要有两个因素：一是个人计算机无法进行并行运算，对于大矩阵的复杂运算既耗费大量时间又占用了极大的内存资源，甚至内存容量较小的计算机无法完成256*256的鬼成像图像重建。二是采用FPGA板卡，只通过Verilog语言设计迫使研发人员陷入构建复杂电路过程，研发周期较长，同时开发出的FPGA电路无法准确指明单次采样重建工作所耗费时间以及资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种差分鬼成像重构方法、系统及电子设备，基于高层次综合工具构建集成有鬼成像算法的知识产权核，能够提高鬼成像重构算法的运行速度并降低执行鬼成像重构的硬件要求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种差分鬼成像重构方法，包括：

构建差分鬼成像算法模型；

利用高层次综合工具将所述差分鬼成像算法模型构建为知识产权核；

将所述知识产权核作为数据处理模块，构建鬼成像重构系统；所述数据处理模块的输入量为待测物体的光强测量值和光场调制矩阵；所述数据处理模块的输出量为待测物体的重构图像。

可选的，所述光强测量值是通过鬼成像重构系统的测量模块获取的；

所述测量模块包括：激光器、毛玻璃、分束器、透镜、信号光路探测器、和参考光路探测器；

所述毛玻璃设置于所述激光器的输出光路上；

所述分束器设置于所述毛玻璃的输出光路上；

所述透镜设置于所述分束器的透射输出光路上；

所述参考光路探测器设置于所述透镜的输出光路上；所述参考光路探测器用于获取待测物体的参考光强；

所述待测物体设置于所述分束器的反射输出光路上；

所述信号光路探测器设置于所述物体的反射输出光路上；所述信号光路探测器用于获取待测物体的信号光强。