[发明专利]一种基于压缩感知的大视场图像获取系统及其方法

摘要

一种基于压缩感知的大视场图像获取系统及其方法,它属于图像获取技术。它通过扩束准直系统将标靶图像输入到4f系统，在第一块傅立叶透镜的后焦面利用强度调制型空间光调制器对入射信号的频谱进行强度调制，并在第二块傅立叶透镜的后焦面对调制后的图像进行部分记录，导入计算机后进行通过凸优化进行重构。本发明的视场不受几何成像光学约束，可以采用成本更低的小型图像传感器实现大视场成像，简单易用，无需将其变成一维矩阵，因此对图像的采集过程所需时间更短。

主权项

一种基于压缩感知的大视场图像获取系统，其特征在于包括激光器（1）、扩束镜（2）、准直镜（3）、第一傅立叶透镜（5）、空间光调制器（6）、第二傅立叶透镜（7）、图像传感器（8）和计算机（9），激光器（1）的光输出端一侧依次放置扩束镜（2）和准直镜（3），调校激光器（1）的光输出端中心与扩束镜（2）和准直镜（3）的光学中心吻合，扩束镜（2）与准直镜（3）构成光学扩束准直模块，激光器（1）输出激光经光学扩束准直模块形成面型准直平行面光源，该面光源中心作为光轴，在准直镜（3）另一侧放置靶标（4），靶标（4）的另一侧依次放置第一傅立叶透镜（5）、空间光调制器（6）与第二傅立叶透镜（7），第一傅立叶透镜（5）、空间光调制器（6）与第二傅立叶透镜（7）的光学中心与光轴吻合，第一傅立叶透镜（5）、空间光调制器（6）与第二傅立叶透镜（7）构成4f频谱调制模块，在第二傅立叶透镜（7）的另一侧放置图像传感器（8），图像传感器（8）的感光面光学中心与光轴吻合，图像传感器（8）采集的图像通过千兆网络接口与计算机（9）连接，计算机（9）通过VGA端口与空间光调制器的输入端口连接；激光器（1）输出的激光经过光学扩束准直模块后入射到靶标（4），靶标（4）形成的目标图像作为输入信号进入4f频谱调制模块，4f频谱调制模块中的第一傅立叶透镜（5）对目标图像进行傅立叶频谱变换并由空间光调制器（6）进行调制，在4f频谱调制模块中的第二傅立叶透镜（7）的后焦面形成目标图像的倒像，图像传感器（8）的感光面对4f频谱调制模块输出的目标图像的倒像进行采集，通过千兆网络接口传输到计算机（9），结合空间光调制器（6）的随机强度调制矩阵与图像传感器（8）采集得到的目标图像的倒像，通过求解凸规划问题还原得到目标图像。