[发明专利]一种基于离散余弦变换的单像素快速主动成像系统

摘要

本发明提供了一种能够进行高质量成像的基于离散余弦变换的单像素快速主动成像系统，其技术核心为光场生成模块产生的基于二维离散余弦变换的二维余弦正交结构光场；并将这种正交结构光场通过光场投射器投向被探测目标，将目标的像调制；再利用单像素探测器采集调制后的光场光强信号；在图像重建模块中利用光场光强信号和二维离散余弦逆变换算法对目标物体图像进行重建。本发明的优点是结构简单，无需任何扫描，能够避免成像环境中背景光的干扰，所利用的数据仅仅为被调制目标的光强信号，成像速度快，且能够在采集少量光强信号的情况下进行单像素成像。

主权项

1.一种基于离散余弦变换的单像素快速主动成像系统，其特征在于，包括光场生成模块(1)、光场投射器(2)、被探测目标物(3)、单像素探测器(4)、图像重建模块(5)；其中：光场生成模块(1)：生成两组光场信号，并输出到光场投射器，每一空间频率在两组光场信号中都有一个光场与之对应，即每一空间频率对应两个光场信号；光场投射器(2)：根据接收到的两组光场信号将相应的两组光场投射到被探测目标物上；单像素探测器(4)：接收被探测目标物的反射光信号，将光信号转换为电信号，得到对应每一空间频率的两个电信号，并将电信号输出到图像重建模块(5)；图像重建模块(5)：根据接收到的电信号重建图像，具体为：将对应同一空间频率的两个电信号相减，得到对应该空间频率的二维离散余弦变换的系数，对全部系数进行二维离散余弦逆变换，从而得到重建的图像；具体过程如下：(1)每一空间频率(u,v)对应两个光场，将被探测目标物的像用一个大小为M×N像素的二维图像f(x,y)表示，则所述两个光场分别被表示为： F 1 ( u , v ) = a + b · ( 2 M N C ( u ) C ( v ) Σ x = 0 M - 1 Σ y = 0 N - 1 c o s ( 2 x + 1 ) u π 2 M · c o s ( 2 y + 1 ) v π 2 N ) ]]> F 2 ( u , v ) = a - b · ( 2 M N C ( u ) C ( v ) Σ x = 0 M - 1 Σ y = 0 N - 1 c o s ( 2 x + 1 ) u π 2 M · c o s ( 2 y + 1 ) v

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