[发明专利]一种激光反射层析成像投影数据的重构处理方法

摘要

本发明提供一种激光反射层析成像投影数据的重构处理方法，该方法以对目标垂直入射所得的并经滤波和归一化处理后的激光回波脉冲作为基准回波脉冲，从接收到的激光回波脉冲数据中恢复出的目标激光回波数据，以此作为目标图像重建的投影数据来重建出目标轮廓图像。本发明利用基准回波脉冲从激光回波脉冲数据恢复出目标激光回波数据，方法简单易行，降低了大气调制、探测器响应等非目标特性以外因素的影响。以此数据作为重建目标图像的投影数据，重建出的目标图像空间分辨率得到改善。

主权项

1.一种激光反射层析成像投影数据的重构处理方法，其特征在于，具体步骤如下：①纳秒级激光器发出激光脉冲，经渐变衰减镜衰减后再通过调节扩束镜焦距来调整光斑大小，使达到探测目标处的激光光斑外轮廓完全覆盖整个探测目标；②将探测目标的某个平面垂直于激光照射方向，使得激光器发射的纳秒级激光单脉冲垂直照射到探测目标的上述平面上，将此情况下探测目标所对应的初始探测角度定义为φ₀，该φ₀是在激光器、探测器和探测目标所确定平面内，激光器初始脉冲方向与水平方向的夹角，探测采集系统记录在角度φ₀下经过探测目标调制后所对应的反射回波数据p(φ₀,t₀)；③将探测目标旋转角度Δφ后，探测角度变为φ₁＝φ₀+Δφ，激光器再发射纳秒级脉冲照射到探测目标上，探测器采集对应角度下的反射投影数据p(φ₁,t₁)；探测目标再沿同一方向继续旋转角度Δφ，探测角度变为φ₂＝φ₀+2Δφ，激光器再发射脉冲照射到探测目标上，探测采集系统记录对应角度下的反射回波数据p(φ₂,t₂)；重复上述步骤，直至探测目标旋转360°，获得全部共N组反射回波数据集[p(φ₀,t₀),p(φ₁,t₁)…p(φ_N‑1,t_N‑1)]，其中N≥360°/Δφ且N为正整数；④观察探测采集系统采集的反射回波数据集[p(φ₀,t₀),p(φ₁,t₁)…p(φ_N‑1,t_N‑1)]，提取每个回波数据的最大峰值点作为特征点，把激光回波特征点投影距离延迟转化成时间延迟，将多个角度下旋转中心投影排列在某一直线下，从而将投影数据进行对准，得到反射层析成像的投影数据集合p(φ_i,t_i)，其中i＝0,1,2,…N‑1；⑤对激光垂直照射探测目标某个平面所采集到的反射回波数据p(φ₀,t₀)进行滤波和归一化处理，以处理后的反射回波数据p₁(φ₀,t₀)作为基准回波脉冲；⑥分别对基准回波脉冲p₁(φ₀,t₀)和投影数据集合p(φ_i,t_i)做傅里叶变换得到离散频谱P₁(ω)和P(ω)，再将P(ω)除以P₁(ω)得到P₂(ω)；⑦对P₂(ω)做逆傅里叶变换，得到重构处理后的投影数据集p₂(φ_i,t_i)；⑧将步骤⑦得到的重构处理后投影数据集p₂(φ_i,t_i)作为重建探测目标图像的最终投影数据，代入激光反射层析成像处理算法中，重建得到探测目标的横断面轮廓图像。