[发明专利]单像素成像系统及方法

权利要求书

1.一种单像素成像系统，其特征在于，包括：光源、空间光调制器、单像素探测器和图像生成装置；

所述光源，用于发射激光；

所述空间光调制器，用于基于泽尼克图案作为调制图案对第一光束进行调制；

所述单像素探测器，用于基于第二光束获取目标光场的信息；

所述图像生成装置，用于基于所述目标光场的信息，生成目标图像；

其中，所述目标图像是待成像物体的图像，所述目标光场的信息是所述待成像物体基于入射光产生的反射光的光场信息，所述第二光束为所述单像素探测器的入射光，所述第一光束为所述空间光调制器的入射光。

2.根据权利要求1所述的单像素成像系统，其特征在于，光路上依次设置所述光源、所述空间光调制器、所述待成像物体和所述单像素探测器，所述单像素探测器和所述图像生成装置连接。

3.根据权利要求1所述的单像素成像系统，其特征在于，光路上依次设置所述光源、所述待成像物体、所述空间光调制器和所述单像素探测器，所述单像素探测器和所述图像生成装置连接。

4.根据权利要求2或者3任一所述的单像素成像系统，其特征在于，还包括飞行时间测量模块；

所述飞行时间测量模块，用于基于所述单像素探测器输出的所述目标光场的信息进行时域切片，将对应切片时刻的光场信息发送至所述图像生成装置。

5.根据权利要求1所述的单像素成像系统，其特征在于，所述图像生成装置和所述空间光调制器电连接。

6.根据权利要求1所述的单像素成像系统，其特征在于，所述空间光调制器包括液晶空间光调制器或者数字微镜器件。

7.根据权利要求1所述的单像素成像系统，其特征在于，所述单像素探测器包括光电二极管探测器、雪崩光电二极管探测器或者单光子探测器。

8.基于如权利要求1至7任一所述的单像素成像系统的单像素成像方法，其特征在于，包括：

所述光源发射激光；

所述空间光调制器基于泽尼克图案作为调制图案对入射的第一光束进行调制；

所述探测模组元件基于入射的第二光束获取目标光场的信息；

所述图像生成装置基于所述目标光场的信息，生成目标图像；

其中，所述目标图像是待成像物体的图像，所述目标光场的信息是所述待成像物体基于入射光产生的反射光的光场信息，所述第二光束为所述单像素探测器的入射光，所述第一光束为所述空间光调制器的入射光。

9.根据权利要求8所述的单像素成像方法，其特征在于，所述图像生成装置基于所述目标光场的信息，生成目标图像，包括：

基于所述目标光场的信息，采用二步相移法获取傅里叶频谱；

基于所述傅里叶频谱，进行傅里叶逆变换，生成目标图像。

10.根据权利要求8所述的单像素成像方法，其特征在于，所述图像生成装置基于所述目标光场的信息，生成目标图像，包括：

基于所述对应切片时刻的光场信息，采用二步相移法获取目标傅里叶频谱；

基于各所述目标傅里叶频谱，按照目标时序进行傅里叶逆变换，生成目标图像。