单点探测成像系统技术方案

本发明专利技术涉及成像技术领域，提供一种单点探测成像系统，该成像系统包括光源、第一聚光模块、光调制模块、第二聚光模块、光处理模块和计算机；光源照射至外部的目标物体表面，第一聚光模块用于对经过目标物体表面反射的反射光进行聚焦处理以形成投影于光调制模块的第一聚焦光，光调制模块用于对第一聚焦光进行稀疏变换并对第一聚焦光进行编码调制以形成调制光，第二聚光模块用于对调制光进行聚焦处理以形成投影于光处理模块表面的第二聚焦光，光处理模块用于根据第二聚焦光形成数字信号并将数字信号发送至计算机，计算机用于对数字信号进行处理以获得目标物体的复原图像。通过本发明专利技术的实施，能够解决现有技术中的成像技术存在成本高且复杂的问题。

【技术实现步骤摘要】
单点探测成像系统
本专利技术涉及成像
，尤其涉及一种单点探测成像系统。
技术介绍
近些年来，随着社会科学经济水平的不断提升，人们在所需要获取的信息数据量成指数增长的同时，对传统的数据获取技术也提出了很大的挑战。在成像技术方面，现有技术中的数码相机上互补金属氧化物半导体阵列传感器通常收集了大量的数据，然后经过压缩丢弃90％的数据，再利用剩余的数据形成图像，同时，特殊波段的传感器也需要由特殊的材料制备。现有技术中，由于特殊波段的传感器需要特殊材料制备，且现实生活中一些特殊波段较为微弱，对探测器的要求较高，同时数据丢失造成了资源存储空间的浪费。综上所述，现有技术中的成像技术存在成本高且复杂的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种单点探测成像系统，以解决现有技术中的成像技术存在成本高且复杂的问题。本专利技术的实施例提供一种单点探测成像系统，包括：光源、第一聚光模块、光调制模块、第二聚光模块、光处理模块和计算机；光源照射至外部的目标物体表面，第一聚光模块用于对经过目标物体表面反射的反射光进行聚焦处理以形成投影于光调制模块的第一聚焦光，光调制模块用于对第一聚焦光进行稀疏变换并对第一聚焦光进行编码调制以形成调制光，第二聚光模块用于对调制光进行聚焦处理以形成投影于光处理模块表面的第二聚焦光，光处理模块用于根据第二聚焦光形成数字信号并将数字信号发送至计算机，计算机用于对数字信号进行处理以获得目标物体的复原图像。在本申请提供的单点探测成像系统中，采用了光源、第一聚光模块、光调制模块、第二聚光模块、光处理模块和计算机，能够较大程度地聚集目标物体表面的不可见光，形成第一聚焦光，同时对第一聚焦光承载的图像信号进行稀疏变换，并利用测量矩阵进行调制，从而获得调制光，调制光经由第二聚焦模块聚焦形成第二聚焦光，根据第二聚焦光承载的图像信息，调用恢复算法，获得目标物体的复原图像，同时无需阵列传感器且系统复杂性低，解决了现有技术中的成像技术存在成本高且复杂的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的实施例的单点探测成像系统的一模块示意图；图2是本专利技术的实施例的单点探测成像系统的又一模块示意图；图3是本专利技术的实施例的单点探测成像系统的又一模块示意图；图4是本专利技术的实施例的单点探测成像系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的实施例提供的单点探测成像系统，如图1所示，该单点探测成像系统包括：光源11、第一聚光模块12、光调制模块13、第二聚光模块14、光处理模块15和计算机16；光源11照射至外部的目标物体2表面，第一聚光模块12用于对经过目标物体2表面反射的反射光进行聚焦处理以形成投影于光调制模块13的第一聚焦光，光调制模块13用于对第一聚焦光进行稀疏变换并对第一聚焦光进行编码调制以形成调制光，第二聚光模块14用于对调制光进行聚焦处理以形成投影于光处理模块15表面的第二聚焦光，光处理模块15用于根据第二聚焦光形成数字信号并将数字信号发送至计算机16，计算机16用于对数字信号进行处理以获得目标物体2的复原图像。其中，光源11可以是宽带激光光源。光调制模块13中设置有DMD(数字微镜器件，DigitalMicromirrorDevice)芯片。需要注意的是，在本实施例中，外部的目标物体2中的“外部”是相对于本实施例中的单点探测成像系统的外部，其中的“外部”仅是用于说明该目标物体2不属于该单点探测成像系统的一部分，但当该单点探测成像系统在实际应用时需要与目标物体2配合使用，也就是说，外部的目标物体2可以是操作人员想要观察的物体。另外，在本实施例中的计算机16可以是具备数字处理能力的计算设备，此处不对该计算机16的型号进行任何限制。具体地，光源11照射至目标物体2表面，目标物体2表面反射的反射光射至第一聚光模块12，第一聚光模块12对经过目标物体2表面反射的反射光进行聚焦处理，形成投影于光调制模块13的第一聚焦光，光调制模块13用于对第一聚焦光进行稀疏变换并利用测量矩阵加以调制以形成调制光，该调制光射至第二聚光模块14，并经过第二聚光模块14进行聚焦处理，形成投影于光处理模块15表面的第二聚焦光，光处理模块15根据第二聚焦光形成承载经过光调制后的图像信息的数字信号，光处理模块15将数字信号发送至计算机16，计算机16对数字信号进行处理以获得目标物体2的复原图像。在本实施例中，通过将单点探测成像系统中的光源11、第一聚光模块12、光调制模块13、第二聚光模块14、光处理模块15、计算机16与外部的目标物体2配合使用，无需阵列传感器且系统复杂性低，同时由于近红外波段与可见光波段相邻，采用第一聚光模块12提高了对近红外波段光的聚光能力，实现了近红外波段成像，解决了现有技术中的成像技术存在成本高且复杂的问题。进一步地，作为本实施例的一种实施方式，如图2所示，上述第一聚光模块12包括凹面反射镜121、椭圆反射镜122和透镜123，经过目标物体2表面反射的反射光依次经过凹面反射镜121、椭圆反射镜122至透镜123聚焦，经由透镜123形成第一聚焦光。其中，以如图4所示的结构示意图为例，单点探测系统目标物体2表面反射的反射光经过凹面反射镜121聚光，经过凹面反射镜121反射的聚光再经过椭圆反射镜122的反射，经过椭圆反射镜122反射的反射光由透镜123聚焦形成第一聚焦光，该第一聚焦光投影在光调制模块15表面。在本实施例中，第一聚焦光具体可以投影在DMD芯片表面。在本实施例中，通过在第一聚光模块12中设置凹面反射镜121、椭圆反射镜122和透镜123，能够通过凹面反射镜121和椭圆反射镜122对目标物体表面反射的反射光中的不可见波段光进行聚光处理，有效增强探测不可见光，尤其是增强探测近红外光波段的能力，减少了昂贵的针对特殊波段光采集的传感器的使用，大大减少了成像成本。进一步地，作为本实施例的一种实施方式，如图3所示，光调制模块13还用于：对第一聚焦光进行稀疏变换以得到第一聚焦光的稀疏表示；配置测量矩阵，并根据所述稀疏表示和所述测量矩阵对所述第一聚焦光进行编码调制以形成所述调制光。其中，具体是对第一聚焦光承载的图像信号进行稀疏变换以得到第一聚焦光的稀疏表示。另外，在本实施例中，测量矩阵应当是基于(N维欧几里得空间)生成。需要注意的是，在本实施例中，当第一聚焦光承载的图像信号对应的信号矢量为稀疏信号时，无需对第一聚焦光承载的图像信号对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单点探测成像系统，其特征在于，所述成像系统包括光源、第一聚光模块、光调制模块、第二聚光模块、光处理模块和计算机；/n所述光源照射至外部的目标物体表面，所述第一聚光模块用于对经过所述目标物体表面反射的反射光进行聚焦处理以形成投影于所述光调制模块的第一聚焦光，所述光调制模块用于对所述第一聚焦光进行稀疏变换并对所述第一聚焦光进行编码调制以形成调制光，所述第二聚光模块用于对所述调制光进行聚焦处理以形成投影于所述光处理模块表面的第二聚焦光，所述光处理模块用于根据所述第二聚焦光形成数字信号并将所述数字信号发送至计算机，所述计算机用于对所述数字信号进行处理以获得所述目标物体的复原图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种单点探测成像系统，其特征在于，所述成像系统包括光源、第一聚光模块、光调制模块、第二聚光模块、光处理模块和计算机；
所述光源照射至外部的目标物体表面，所述第一聚光模块用于对经过所述目标物体表面反射的反射光进行聚焦处理以形成投影于所述光调制模块的第一聚焦光，所述光调制模块用于对所述第一聚焦光进行稀疏变换并对所述第一聚焦光进行编码调制以形成调制光，所述第二聚光模块用于对所述调制光进行聚焦处理以形成投影于所述光处理模块表面的第二聚焦光，所述光处理模块用于根据所述第二聚焦光形成数字信号并将所述数字信号发送至计算机，所述计算机用于对所述数字信号进行处理以获得所述目标物体的复原图像。


2.根据权利要求1所述的单点探测成像系统，其特征在于，所述第一聚光模块包括凹面反射镜、椭圆反射镜和透镜，经过所述目标物体表面反射的反射光依次经过所述凹面反射镜、所述椭圆反射镜至所述透镜聚焦，经由所述透镜形成所述第一聚焦光。


3.根据权利要求1所述的单点探测成像系统，其特征在于，所述光调制模块还用于：
对所述第一聚焦光进行稀疏变换以得到所述第一聚焦光的稀疏表示；
配置测量矩阵，并根据所述稀疏表示和所述测量矩阵对所述第一聚焦光进行编码调制以形成所述调制光。


4.根据权利要求3所述的单点探测成像系统，其特征在于，所述测量矩阵满足有限等距特性。


5.根据权利要求3所述的单点探测成像系统，其特征在于，所述稀疏表示由下...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖君军，周武超，马昱，刘强，刘彧尘，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44