[发明专利]一种彩色、多光谱或高光谱关联成像方法

说明书

一种彩色、多光谱或高光谱关联成像方法属于光谱成像技术领域。本发明可以根据需要选择性进行彩色、多光谱或高光谱关联成像，在实现彩色、多光谱或高光谱关联成像时，无需扫描，仅需要使用一个光谱探测器阵列就能在一个光学路径下实现一个像元获取一幅光谱图像的能力。且本发明在实现彩色、多光谱或高光谱关联成像的过程中无需分光和标定，降低了实现复杂度。本发明实现装置简单，可以实现有透镜和无透镜成像。

技术领域

本发明属于光谱成像技术领域，特别是涉及到一种彩色、多光谱或高光谱关联成像方法。

背景技术

关联成像又称鬼成像是一种与传统光学成像技术完全不同的新型成像技术，仅通过一个单像素探测器即可获取图像的全部信息，又称单像素成像。传统光学成像技术采用物空间到像空间点到点的成像模式获取图像信息。而关联成像是利用光场二阶或更高阶的信息关联来获取目标场景的光谱、空间及相位分布等信息，再结合压缩感知、深度学习等技术可以突破香农极限，提高探测信息的利用效率。在关联成像模式中，一系列经空间光调制的光场与目标场景作用后，其信号被一个无空间分辨能力的单像素探测器全部收集，通过光场与信号关联运算的方式，实现一个单像素探测器获取一幅目标图像的能力。

现有关联成像实现彩色成像大多数采用三到四个光路每个光路分别放置红绿蓝三基色滤光片并配置单像素探测器，或者使用一个单像素探测器前面添加滤光片轮来实现三基色测量的彩色成像，光学系统冗余复杂。在多光谱和高光谱关联成像方面，大多采用光栅对总光强进行分光和线阵探测器测量及标定的方式实现光谱信息的获取，或者采用加工相位板及标定的方式实现光谱信息的获取，系统复杂性仍然没有降低，且需要分光和标定，实现起来具有一定的复杂性,而且光谱分辨率与光谱通道数受限并且需要处理的数据量大。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种彩色、多光谱或高光谱关联成像方法用于解决传统光谱成像技术系统复杂、光谱分辨率与光谱通道数受限及数据量大的技术问题。

一种彩色、多光谱或高光谱关联成像方法，利用包括光源模块、空间光场调制器、光学成像系统以及光谱探测采集模块的关联成像系统，所述光学成像系统包括透镜组、分光棱镜、反射镜和/或相机镜头，包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行：

步骤一、根据使用需求波段制作彩色、多光谱、高光谱关联成像的光谱探测器阵列

1)根据单像素探测器阵列单像元尺寸及像元间隙加工镂空掩模版；

2)将各波段窄带光学滤光片切割成单像素探测器阵列中单像元尺寸大小；

3)将切割后的不同波段滤光片排列至掩模版形成滤光片阵列，其中每一个探测器阵列单像元对应一个独立波段的滤光片；

4)将滤光片阵列镀膜面胶合到单像素探测器阵列上并进行封装形成彩色、多光谱、高光谱关联成像的光谱探测器阵列；

步骤二、取反射镜以及透镜组构成光学收集系统，光谱探测器阵列放置在光学收集系统的光线射出端，并且光谱探测器阵列放置在光学收集系统完整显示物体所有信息的位置区域内，保证物体在相应波段下完整成像，构成光谱探测采集模块；

步骤三、按照光场被动调整模式和光场主动调整模式两种工作模式分别布置光源模块、空间光场调制器、光学成像系统以及光谱探测采集模块的位置：