[发明专利]压缩感知成像装置及方法

权利要求书

1.一种压缩感知成像装置，其特征在于，包括发射系统、多通道探测系统和中央处理系统：

所述发射单元包括沿光路依次设置的非单色光源、空间光调制器和投射单元，所述非单色光源发出的光束经所述空间光调制器调制后经所述投射单元投射至检测目标上；

所述中央处理系统包括相互连接的信号处理单元和控制单元，所述信号处理单元为并行处理计算机，所述多通道探测系统与所述信号处理单元连接，所述空间光调制器与所述控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的压缩感知成像装置，其特征在于，所述非单色光源为宽光谱光源，所述宽光谱光源为基于LARP技术的白光源或气体放电光源或LED光源或自然光源。

3.根据权利要求2所述的压缩感知成像装置，其特征在于，所述多通道探测系统包括沿光路依次设置的通道选择单元和光电探测器，所述光电探测器为单像素探测器，且与所述信号处理单元连接。

4.根据权利要求1所述的压缩感知成像装置，其特征在于，所述非单色光源为由若干波长不同的单色光源组成的光源阵列。

5.根据权利要求4所述的压缩感知成像装置，其特征在于，所述多通道探测系统包括沿光路依次设置的通道选择单元和光电探测器，所述光电探测器为单像素探测器，且与所述信号处理单元连接。

6.根据权利要求3或5所述的压缩感知成像装置，其特征在于，所述通道选择单元为旋转滤光片，分时透过所述不同波长的反射光。

7.根据权利要求2或4所述的压缩感知成像装置，其特征在于，所述多通道探测系统包括用于收集所述检测目标的反射光束的收光单元、与所述收光单元连接的分束单元以及与所述分束单元对应的若干光电探测器，每个光电探测器探测所述非单色光源中一种波长的光。

8.根据权利要求7所述的压缩感知成像装置，其特征在于，所述多通道探测系统还包括多个沿光路依次设置的透反镜，每个所述透反镜与其中一个所述光电探测器对应。

9.一种如权利要求1所述的压缩感知成像装置的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：所述非单色光源发出多波长的光束，经所述空间光调制器调制后通过投射单元投射至所述检测目标上；

S2：经所述检测目标反射的光束由所述多通道探测系统接收，所述多通道探测系统分别对不同波长的反射光进行探测，并将探测到的信息传递给所述信号处理单元，同时控制单元将空间光调制器的调制矩阵发送至所述信号处理单元；

S3：所述信号处理单元对不同波长光的探测结果进行并行处理，分别针对不同波长的探测结果与空间光调制器的调制矩阵进行关联计算得到对应的重构图像；

S4：所述信号处理单元针对不同波长的重构图像采用多通道图像融合技术进行处理，得到最终的成像结果。

10.根据权利要求9所述的成像方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：

S41:将不同波长对应的重构图像进行RGB值分解，并针对每个R/G/B值进行归一化处理，得到3组RGB图像；

S42:将所述3组RGB图像进行傅立叶变换，得到3组RGB图像的频谱矩阵，并针对不同波长进行频谱均衡处理；

S43:将每组RGB图像的频谱矩阵进行统计平均计算，得到频谱均值矩阵和频谱方差矩阵，以所述频谱方差矩阵作为参数修正所述频谱均值矩阵，将每组RGB图像修正后的频谱均值矩阵叠加，并进行傅里叶逆变换得到最终的成像结果。