[发明专利]一种基于锁相光子计数和压缩感知的单像素SFDI系统

摘要

本发明涉及一种基于锁相光子计数和压缩感知的单像素SFDI系统，包括多路方波信号发生器、可调制LED激光器、空间光调制器、单像素相机和计算机，可调制LED激光器包括多个不同波长的LED激光器及其电流驱动器，电流驱动器接收多路方波信号发生器产生的相应频率的方波信号，使其工作在相应频率方波调制模式下，使对应波长的激光器输出相应频率的调制激光，其特征在于，各路调制激光通过同轴电缆接入空间光调制器，从同轴光纤输出的光束由扩束器扩束为宽场光，通过空间光调制器产生的具有特定空间频率的调制光源，通过透镜投射到组织体表面，单像素相机包括压缩编码模块和信号采集模块。

主权项

1.一种基于锁相光子计数和压缩感知的单像素SFDI系统，包括多路方波信号发生器、可调制LED激光器、空间光调制器、单像素相机和计算机，可调制LED激光器包括多个不同波长的LED激光器及其电流驱动器，电流驱动器接收多路方波信号发生器产生的相应频率的方波信号，使其工作在相应频率方波调制模式下，使对应波长的激光器输出相应频率的调制激光，其特征在于，各路调制激光通过同轴电缆接入空间光调制器，从同轴光纤输出的光束由扩束器扩束为宽场光，通过空间光调制器产生的具有特定空间频率的调制光源，通过透镜投射到组织体表面，其特征在于，所述的单像素相机包括压缩编码模块和信号采集模块，其中，压缩编码模块，用以实现对组织体表面漫反射图像的压缩编码，包括数字微镜芯片DMD2及其驱动电路，选择0、1二值随机矩阵作为压缩编码所需的观测矩阵，每个观压缩编码过程中，控制DMD2使每个观测矩阵保持相等的时间，并顺序切换，单个观测矩阵保持时间与锁相光子计数模块的积分时间一致。每个观测矩阵下组织体表面漫反射光透过DMD2，经透镜及光纤输入信号采集模块检测，即实现对漫反射图像的压缩编码。信号采集模块，包括光电倍增管PMT和锁相光子计数模块，多路方波信号发生器在产生控制各个LED激光器的方波信号的同时，产生各路方波信号的正交信号，用作锁相光子计数模块的参考信号；PMT接收多波长混合光压缩编码后的信号，并将其转化为电脉冲输入锁相光子计数模块；锁相光子计数模块：从多波长混合的压缩编码信号中检测并分离出每个波长独立的压缩编码信号。