[发明专利]基于压缩感知的双波长三维温度场成像设备、系统及方法

摘要

本申请提供了一种基于压缩感知的双波长三维温度场成像设备，包括脉冲光源；配置为接收待测对象的光辐射的光辐射调制装置，其加载预设的多个掩膜，将接收到的光辐射调制为多束第一光辐射和多束第二光辐射，所述多个掩膜根据符合压缩感知理论的RIP条件的测量矩阵Φ变换生成；布置在所述第一路径上的第一滤光元件和第一探测装置；布置在所述第二路径上的第二滤光元件和第二探测装置；布置在第一路径或者第二路径上的时幅变换器；温度确定装置以及图像生成装置。本申请还提供了基于该设备的系统和方法。其将压缩感知理论、双波长测温技术、互补调制技术、单光子探测技术和时间相关技术相结合，重建出待测对象的三维红外热图像。

主权项

1.一种基于压缩感知的双波长三维温度场成像设备，其特征在于，包括：脉冲光源，配置为向待测物体发射脉冲光；光辐射调制装置，配置为接收经由待测物体的反射的光辐射，且加载预设的多个掩膜，将接收到的光辐射调制为多束第一光辐射和多束第二光辐射，并使多束所述第一光辐射沿第一路径射出、多束所述第二光辐射沿不同于第一路径的第二路径射出，所述多个掩膜根据符合压缩感知理论的RIP条件的测量矩阵Φ变换生成；布置在所述第一路径上的第一滤光元件，配置为接收多束所述第一光辐射，并将接收到的第一光辐射过滤为波长为第一波长λ1的多束光；布置在所述第二路径上的第二滤光元件，配置为接收多束所述第二光辐射，并将接收到的第二光辐射过滤为波长为第二波长λ2的多束光；布置在第一路径上的第一探测装置，配置为接收波长为第一波长λ1的多束光并将其转换为第一光电信号参量；布置在第二路径上的第二探测装置，配置为接收波长为第二波长λ2的多束光并将其转换为第二光电信号参量；布置在第一路径或者第二路径上的时幅变换器，配置为记录所述第一波长λ1的光或者第二波长λ2的光中的多束光子团到达第一探测装置或第二探测装置的一系列时间戳信息；所述第一探测装置将波长为第一波长λ1的每一束光转换为多个与所述时间戳信息对应的第一光电信号参量；所述第二探测装置将波长为第二波长λ2的每一束光转换为多个与所述时间戳信息对应的第二光电信号参量；温度确定装置，配置为接收来自所述第一探测装置和第二探测装置的多个与所述时间戳信息对应的所述第一和第二光电信号参量，并根据多个与所述时间戳信息对应的所述第一和第二光电信号参量与温度的预定关系确定出所述待测物体在每一个所述时间戳信息时的每一个像素点的温度值；图像生成装置，配置为根据所述待测物体在每一个所述时间戳信息时的每一个像素点的温度值以及待测物体在每一个所述时间戳信息时的二维图像反演出待测物体的每一个横截层面的二维红外热图像，且根据待测物体的每一个横截层面的二维红外热图像生成三维红外热图像。