申请/专利权人：复旦大学

申请日：2024-01-23

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117806053A

主分类号：G02B27/48

分类号：G02B27/48;G02B27/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.19#实质审查的生效;2024.04.02#公开

摘要：本发明属于先进计算成像技术领域，具体为一种基于高空间相干光下的基于散斑相关的成像方法。本发明涉及的光学成像系统包括高空间相干光源，用于物体信息传导和编码的多芯光纤，用于光信息探测和处理的CCD相机、电子计算机；成像方法包括：根据探测到的散斑信息求解散斑自相关；通过对图像减去均匀背景噪声，分离出功率谱信息；基于频域滤波的原理对此有效信息加窗，保留中心有效频谱；基于频谱结果通过相位迭代算法求解原图像信息。本发明不依赖角度记忆效应且不受干涉效应影响，在一定范围内无机械聚焦并有有效视场范围。本发明成像过程简单、速度快，简化基于散斑相关的图像重建系统，扩大了单次成像的视场，具有广阔应用前景。

主权项：1.一种高空间相干光下的基于散斑相关的成像方法，其特征在于，涉及光学成像系统，包括用于系统照明的高空间相干光源，用于对物体信息的传导和编码的多芯光纤，用于光信息探测和处理的CCD相机、电子计算机；光学成像系统光路包括依次同轴安装的激光器、扩束器、光阑、待测物体、多芯光纤、CCD相机；激光器发出中心波长为532nm的激光，作为照明光源；激光经扩束器进行扩束，扩束后的光束对USAF分辨率板照明；通过待测物体后的衍射信息，通过多芯纤芯传输；多芯纤芯输出端的衍射信息在远场表现为散斑，通过CMOS相机记录下此远场散斑；从散斑信息中恢复出高质量的图像，具体步骤为：1计算散斑自相关，获得包含有效信息的强度分布相关图像；根据古德曼散斑理论，从自相关图像中分离频谱信息实现图像重建；自相关求解过程如下：首先对探测散斑进行傅里叶变换；其次，对此傅里叶变换结果取模并求平方；最后，在对此模的平方求傅里叶逆变换可得远场的散斑强度分布相关；2分离频谱信息，即从求解的自相关中初步分离出频谱信息；根据散斑多维高阶统计性质，强度分布相关函数当中包含光纤远端面光强分布的二维傅里叶变换，即功率谱信息；散斑相关解算频谱信息的步骤为：首先，从探测面散斑强度相关中减去背景项，背景项可估计为该强度相关的平均值；其次，对减去背景项后所得的结果整体除以一个常数，调整图像亮度，从而得到频谱信息；3频谱滤波，即去除求解出的频谱信息中的干扰项；频谱滤波步骤如下：首先，对所求出的频谱结果进行傅里叶变换；其次，对此傅里叶变换结果做加窗处理；最后，对加窗处理后的结果做傅里叶逆变换，从而得到更精确的频谱信息；4相位恢复，即从所获得的频谱信息中重构出原图像信息；相位恢复算法具体包括：使用混合输入输出算法，从频谱信息中恢复光纤输出面的强度信息；使用菲涅尔迭代算法，从光纤输出面的强度信息中反演出原始物体强度信息；菲涅尔迭代算法是基于光纤传输性质，近似的使用光纤输出面的强度作为输入面的强度，反演到特定距离的物体表面，依此实现无机械聚焦。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 复旦大学 一种高空间相干光下的基于散斑相关的成像方法

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