[发明专利]一种基于仿生视觉机理的鬼成像方法及系统

摘要

本发明涉及一种基于仿生视觉机理的鬼成像方法及系统，属于光电成像领域。激光光源、准直透镜、旋转毛玻璃和分光镜按顺序依次位于同一光路上；激光光源、准直透镜和旋转毛玻璃用于产生鬼成像所需的平行赝热光；分光镜则用于将赝热光分成两条光路，反射光为参考臂光路；透射光为探测臂光路。参考臂光路的光强分布被仿生探测器阵列接收，完成赝热光源二维光强分布信息采集；探测臂光路的光照射至目标后反射，再经过分光镜的反射，反射光总光强被桶探测器接收，完成目标反射光总光强信息采集。相关运算器将仿生探测器阵列和桶探测器采集的信息进行运算。本发明采用仿生变分辨率探测器阵列，可同时实现大视场、高分辨率成像和快速成像。

主权项

1.一种基于仿生视觉机理的鬼成像方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、采集光源照射到目标后的反射光总光强信息；同时用仿生探测器阵列采集同一光源的二维光强分布信息；步骤二、进行基于仿生视觉机理的运算，得到目标形貌：其中，仿生探测器阵列，包括定分辨率区域以及由变分辨率像素构成的变分辨率区域；变分辨率区域中的变分辨率像素结构为：像素内径为ri‑1，像素外径为ri，像素外径与像素内径之间的距离为h，该像素的内径弧长为wi‑1，该像素的外径弧长wi；变分辨率像素起始环半径为r0；根据人眼视网膜特性，数学表达式如下：公式(1)中，i为仿生探测器阵列第i环，N为仿生探测器阵列中每一环的像素数，r0为仿生探测器阵列中变分辨率像素起始环半径，q为仿生探测器阵列中相邻环之间的增长率；将步骤一的光源不断调整，经过M次测量后，得到M组目标反射光总光强信息和光源二维光强分布信息；对目标反射光总光强信息和光源二维光强分布信息进行计算，得到目标的形貌测量值为：当光源到目标平面的距离d1与光源到仿生探测器阵列平面的距离d相等时，经过M次测量后，目标的形貌测量值为：公式(2)中，g(r,θ)为极坐标系下目标的重建函数，ΔZ1为桶探测器上总光强的平均偏差，ΔZ2(r,θ)为极坐标系下仿生探测器阵列上点(r,θ)处光强的平均偏差，<.>表示M次迭代的均值运算；λ为光源波长，d为光源到仿生探测器阵列平面的距离，t(r,θ)为极坐标系下目标平面反射率函数；公式(2)中，桶探测器上总光强的平均偏差ΔZ1计算方法为：其中，为M次桶探测器上总光强Z₁测量值的平均值；公式(2)中，仿生探测器阵列上点(r,θ)处光强的平均偏差ΔZ2(r,θ)计算方法为：其中，公式(4)中Z₂(r,θ)为仿生探测器阵列上点(r，θ)处的光强，(r，θ)为该点在对应极坐标系中的坐标表示，表示M次仿生探测器阵列上点(r，θ)处的光强Z₂(r,θ)测量值的平均值；当光源到目标平面的距离d1与光源到仿生探测器阵列平面的距离d不相等时，经过M次测量后，目标的形貌测量值为：公式(5)中，综上，根据公式(2)‑(6)，经过M次测量后，即可还原出目标的形貌测量值，即实现鬼成像。