[发明专利]一种关联成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及光场成像技术，特别是涉及一种关联成像系统。

背景技术

关联成像技术（也称“鬼”成像）是一种基于热光场或量子光场的二阶关联特性，对物体信息在非定域上进行重建的一种技术。根据光场统计性质的不同，关联成像有量子成像和热光关联成像之分，但二者实现的成像结果是一致的。由于热光源（例如太阳光）与我们日常生活息息相关，研究方向趋向于基于热光源的关联成像技术。近年来，基于热光源的关联成像技术得到了迅猛发展，不同于传统的透镜成像或照相机技术，热光源的关联成像技术具有独特的优势，比如，可不用透镜而成像，并且不受大气湍流或其它散射介质的影响，可以在大气湍流、云雾遮挡的情况下依然获得物体清晰的成像，这是传统经典成像无法做到的。关联成像技术在国防、军事、遥感，通讯、生物医学等领域都有重要的潜在应用价值，是传统透镜成像技术所不可替代的。

关联成像技术的不足之处，则是重建图像所需要的数据量大，约为10⁴采样的量级，而目前相机曝光帧率较低，一般为60帧每秒，两者之间的矛盾成为实现实时关联成像的瓶颈。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种采样速度高、成像时间快的关联成像系统。

本发明一个进一步的目的是提供一种实用化的关联成像系统。

特别地，本发明提供了一种关联成像系统，用于利用热光源对待成像物体进行关联成像，包括：

物臂光路，所述物臂光路中设有第一桶探测器和所述待成像物体，所述第一桶探测器用于采样所述物臂光路中经过所述待成像物体后的总光场强度信号S^m，m表示采样次序；

第一参考臂光路，所述第一参考臂光路中设有用于采样所述第一参考臂光路的光场强度分布信息的参考探测器装置；

其中，所述参考探测器装置包括至少一个参考探测器单元，每一所述参考探测器单元包括时序控制器和由所述时序控制器控制的多个具有空间分辨能力的参考探测器；其中，在所述时序控制器控制下所述多个参考探测器能依次进行曝光以进行所述采样。

进一步地，每一所述参考探测器单元还包括：分束装置，用于从所述第一参考臂光路中分出并列的多个子参考光路，每一所述参考探测器分别布置在对应的所述子参考光路中。

进一步地，还包括：

第二参考臂光路，所述第二参考臂光路中设有第二桶探测器，用于采样所述第二参考臂光路的总光场强度信号R^m；和

阈值构建单元，用于根据所述总光场强度信号S^m和总光场强度信号R^m的比值信号T^m（S^m/R^m）的预定采样次数M₀的平均值T_o确定针对所述比值信号T^m的上阈值T_o⁺和下阈值T_o^—，其中，T_o⁺＞T_o＞T_o^—；

其中，所述参考探测器装置设置成仅在所述比值信号T^m大于所述上阈值T_o⁺的情况下或者所述比值信号T^m小于所述下阈值T_o^—的情况下进行所述采样。

进一步地，所述阈值构建单元包括：

第一除法器，用于接收来自所述第一桶探测器的所述总光场强度信号S^m和来自所述第二桶探测器的所述总光场强度信号R^m，并产生所述比值信号T^m；

累加器，用于对所述预定采样次数M₀的所述比值信号T^m进行累加；

第二除法器，用于根据所述累加器的累加结果和所述预定采样次数M₀获得所述平均值T_o；和