[发明专利]基于单像素成像的图像重建方法以及图像重建装置

权利要求书

1.一种基于单像素成像的图像重建方法，包括：

S11：生成随机数矩阵及其伪逆矩阵；

S12：基于所述随机数矩阵及其伪逆矩阵，对光束进行调制获得调制光；

S13：采集经过被测物体后的调制光，获取桶探测信号；和

S14：基于所述随机数矩阵、所述伪逆矩阵以及所述桶探测信号，重建被测物体的图像。

2.根据权利要求1所述的图像重建方法，其中所述步骤S12包括：基于所述随机数矩阵及其伪逆矩阵生成基底矩阵，所述基底矩阵的列向量为近似正交基矢。

3.根据权利要求2所述的图像重建方法，其中所述步骤S12还包括：采用主动照明模式时，利用所述基底矩阵中的各个列向量依次对光束进行调制并投射到被测物体上。

4.根据权利要求3所述的图像重建方法，其中所述步骤S13包括：对经过被测物体反射或透射后的调制光进行基扫描数据采集，获取桶探测信号并转换为被测物体的频谱矩阵。

5.根据权利要求2所述的图像重建方法，其中所述步骤S12还包括：采用被动照明模式时，利用所述基底矩阵中的各个列向量依次对来自被测物体的光束进行调制。

6.根据权利要求5所述的图像重建方法，其中所述步骤S13包括：对来自被测物体的光束进行调制后获取的调制光进行基扫描数据采集，获取桶探测信号并转换为被测物体的频谱矩阵。

7.根据权利要求4或6所述的图像重建方法，其中所述步骤S14包括：基于所述随机数矩阵、所述伪逆矩阵以及所述频谱矩阵，进行逆变换生成采样矩阵，重建被测物体的二维图像。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的图像重建方法，其中所述步骤S13包括通过单像素探测器采集经过被测物体后的调制光。

9.根据权利要求8所述的图像重建方法，还包括：通过多个单像素探测器从不同视角采集经过被测物体后的调制光，并合成被测物体的三维图像。

10.一种基于单像素成像的图像重建装置，包括：

主动照明模块，所述主动照明模块包括光源和光调制器，所述光调制器配置为基于随机数矩阵及其伪逆矩阵将所述光源发出的光束调制成调制光，并将所述调制光投射到被测物体上；

采集模块，所述采集模块包括至少一个单像素探测器，所述至少一个单像素探测器配置为对至少一个视角的经过被测物体后的调制光进行基扫描数据采集，获取桶探测信号；和

成像模块，与所述光调制器和所述单像素探测器耦接，配置为基于随机数矩阵、所述伪逆矩阵以及所述桶探测信号，进行逆变换生成采样矩阵，重建被测物体的二维或三维图像。

11.根据权利要求10所述的图像重建装置，所述主动照明模块还包括：

准直镜组，设置于所述光源与所述光调制器之间，用于对光源发出的光束进行准直和矫正。

12.根据权利要求11所述的图像重建装置，所述主动照明模块还包括：

第一成像镜组，设置于所述光调制器的光路下游，用于将所述调制光成像到所述被测物体上。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的图像重建装置，所述采集模块还包括：

第二成像镜组，设置于所述单像素探测器的光路上游，用于对经过被测物体后的调制光进行聚焦。

14.一种计算机可读存储介质,包括存储于其上的计算机可执行指令，所述可执行指令在被处理器执行时实施如权利要求1-9中任一项所述的图像重建方法。