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原文传递基于傅里叶光场和关联成像的光学成像方法

专利名称：	基于傅里叶光场和关联成像的光学成像方法
摘要：	本发明涉及一种基于傅里叶光场和关联成像的光学成像方法，目标物体的图像用离散化的像素表示。该方法中采用四个波长的光照明，目标物体对光的透过率不同构成傅里叶光场，获取到四个桶探测器值。采用Metasurface制作，可以将四个光场照射目标物体图案像素得到的四个强度信号捆绑为一个调制块，每个强度信号对应一个波长的透过率，最终重构出物体的像。本发明采用不同的光场照明，通过不同的光场信号合为一个，减少了测量次数；通过Metasurface调节波长、空间位置以及透过率的调节，实现一次测量关联成像。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海理工大学
发明人：	叶华龙;张雷洪;张大伟;康祎;王朝锐;张志晟;徐润初
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-13T00:00:00+0800
申请号：	CN201910360281.4
公开号：	CN110118755A
代理机构：	上海申汇专利代理有限公司
代理人：	徐颖
分类号：	G01N21/59(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	200093 上海市杨浦区军工路516号
主权项：	1.一种基于傅里叶光场和关联成像的光学成像方法，其特征在于，具体步骤如下： 1)目标物体的图像用离散化的像素表示，构成大小为一个M×N像素的矩阵，照明光场为用余弦结构光场发生器生成一系列频率不同的按余弦分布的光场，第i个光场在目标物体所在平面的光强分布表示为： Pi(x,y；fx,fy)＝a+b·cos(2πfxx+2πfyy+φ)，其中i＝1、2、3、4，x、y是目标物体的像素点坐标，公式中x取0→M-1之间的整数，y取0→N-1之间的整数；fx、fy分别是x、y方向上余弦光场的光波频率，fx、fy用归一化频率表示为α1、β1分别是x、y对应的整数值；a是余弦光场的平均光强、b为有光强照射和无光强照射所在平面的对比度，a、b取整数，φ是光场的初位相； 2)用四个初位相分别为的余弦分布光场依次照射目标物体，用光探测器依次接收来自目标物体的光强信号，再依次采集记录光探测器的响应值； 3)根据4个响应值获得目标物体图像的傅里叶变换谱； 4)对根据响应值获得的目标物体图像的傅里叶变换谱进行二维离散反傅里叶变换，进行重建目标物体的图像。 2.根据权利要求1所述基于傅里叶光场和关联成像的光学成像方法，其特征在于，所述步骤2)中经过第i个光场照射目标物体后的反射光场的总光强为： Ei(fx,fy)＝∫∫SR(x,y)P(x,y；fx,fy)dxdy，其中i＝1、2、3、4；R(x,y)是目标物体表面的反射率；S是目标物体表面积；响应值表示为：Di(fx,fy)＝Dn+k·Ei(fx,fy) 其中Dn代表没有光场照射的情况下在探测器位置引起的光响应值；k代表探测器自身特性参数；四个初位相分别为的余弦分布光场依次照射目标物体后，得到4个响应值为D1(fx,fy)、D2(fx,fy)、D3(fx,fy)、D4(fx,fy)。 3.根据权利要求2所述基于傅里叶光场和关联成像的光学成像方法，其特征在于，所述步骤3)根据响应值Di(fx,fy)获得目标物体图像的傅里叶变换谱Dfp(fx,fy), Dfp(fx,fy)＝{[D1(fx,fy)-D3(fx,fy)]+j[D2(fx,fy)-D4(fx,fy)]}，j是虚数单位。 4.根据权利要求3所述基于傅里叶光场和关联成像的光学成像方法，其特征在于，所述步骤4)中重建目标物体的图像I(x,y)：
所属类别：	发明专利