[发明专利]一种高斯光鬼成像的光强补偿方法

摘要

本发明涉及一种高斯光鬼成像的光强补偿方法，属于光电成像领域。本发明根据给定的已知参数，通过公式(1)计算出变分辨率区域各像素光强值相同时每个像素的参数，给出高斯光强补偿探测器阵列；该阵列用于鬼成像系统，在满足光强补偿的同时实现了大视场、高分辨率成像和快速成像；能够对由于光源高斯分布产生的各个像素光强不均的现象进行补偿，实现目标准确成像。

主权项

1.一种高斯光鬼成像的光强补偿方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、将探测器平面划分为两个区域：中心定分辨率区域和周边变分辨率区域，给定中心定分辨率区域半径r₀、变分辨率区域外半径r_M、变分辨率区域环数M以及每环像素数N，作为已知参数；步骤二、根据步骤一的已知参数通过公式(1)计算出变分辨率区域各像素光强值相同时每个像素的参数θ_j‑1、θ_j、r_i、r_i‑1，给出高斯光强补偿探测器阵列；其中，i为变分辨率区域第i环，j为每环上第j个像素，a是高斯光场中光强为中心光强处到光斑中心的距离，r_i‑1为第i环的内环半径，r_i为第i环的外环半径，θ_j‑1、θ_j为每环上第j个像素顶点的角度坐标值；步骤三、将步骤二给出的高斯光强补偿探测器阵列应用于鬼成像系统中，完成目标信息的重构；根据鬼成像理论搭建测试系统，将高斯光照射在旋转毛玻璃上形成赝热光源；用桶探测器采集光源照射到目标后的反射光总光强信息，同时用步骤二得到的高斯光强补偿探测器阵列采集同一光源的二维光强分布信息，经过K次测量后，得到K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相关计算，得到目标的形貌测量值；高斯光强补偿探测器阵列定分辨率区域为传统的鬼成像方式，其成像公式为：G(x,y)＝<I₁·I₂(x,y)>‑<I₁><I₂(x,y)>                     (2)公式(2)中，G(x,y)为目标的重建函数，I₁为桶探测器上的总光强，I₂(x,y)为定分辨率区域上点(x,y)处的光强，<·>表示K次迭代的均值运算；高斯光强补偿探测器阵列变分辨率区域为环形结构，其各像素空间位置可用极坐标表示，在极坐标下鬼成像公式可记为：G(r,θ)＝<I₁·I₂(r,θ)>‑<I₁><I₂(r,θ)>                         (3)公式(3)中，G(r,θ)为目标的重建函数，I₁为桶探测器上的总光强，I₂(r,θ)为变分辨率区域上点(r,θ)处的光强；将采集到的K组数据对应带入公式(2)、(3)中，可计算出对应成像结果，重构出目标的形貌，即实现鬼成像。