[发明专利]一种线积分压缩的超快成像装置

权利要求书

1.一种线积分压缩的超快成像装置，其特征在于，它包括信号采集系统(100)及数据处理系统(200)；

所述信号采集系统(100)由目标靶(1)、第一凸透镜(2)、偏振分束立方体(3)、第二凸透镜(4)、外置积分相机(5)、第三凸透镜(6)、相位型空间光调制器(7)、第四凸透镜(8)、柱透镜对(9)与条纹相机(10)构成，所述目标靶(1)、第一凸透镜(2)、偏振分束立方体(3)依次光路连接，所述偏振分束立方体(3)、第二凸透镜(4)、外置积分相机(5)依次光路连接，所述偏振分束立方体(3)、第三凸透镜(6)、相位型空间光调制器(7)依次光路连接，所述偏振分束立方体(3)、第四凸透镜(8)、柱透镜对(9)与条纹相机(10)依次光路连接；

所述数据处理系统(200)由计算机(11)构成，所述计算机(11)搭载高性能计算显卡和CUDA通用并行计算架构；

所述数据处理系统(200)的计算机(11)分别与信号采集系统(100)的外置积分相机(5)、相位型空间光调制器(7)及条纹相机(10)电连接；

所述偏振分束立方体(3)对光束具有偏振选择透过性，入射光中水平偏振分量被透射，垂直偏振分量被90°反射；外置积分相机(5)在整个超快事件过程中保持曝光状态，采集整个动态过程的积分图像，用于在算法重构过程中对每个像素提供强度限定；相位型空间光调制器(7)为二维面阵结构的反射式硅基液晶调制器，其快轴方向与水平面呈45°放置；柱透镜对(9)由两块焦距不同的柱透镜相互垂直放置组成，依据待测物体和条纹相机的狭缝大小其焦距可灵活调整，使得光信号到达条纹相机时在水平和垂直方向上获得不同的放大倍率，实现对二维编码光信息的一维线性压缩；条纹相机(10)采用一维模式进行工作，通过选择与待测事件相同量级的时间挡位从而记录完整超快过程；信号采集过程中，数据处理系统(200)的计算机(11)用于控制信号采集系统(100)的外置积分相机(5)、条纹相机(10)及相位型空间光调制器(7)，使各部分同时开始工作；采集完成后，计算机(11)接收并存储来自外置积分相机(5)采集到的整个物理事件的积分图像和条纹相机(10)采集到的压缩图像；在信号恢复阶段，首先使用基于模板匹配的方法对外置积分相机(5)和条纹相机(10)采集的数据进行配准和变换，再经过裁剪和归一化处理后，使用GAP-DRUnet混合算法，通过英伟达高性能显卡并行计算进行数据重构，得到随时间变化的二维动态场景图像。