申请/专利权人：重庆邮电大学

申请日：2022-10-28

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN115695977B

主分类号：H04N23/50

分类号：H04N23/50;H04N23/56;H04N23/73;H04N23/95

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2023.02.21#实质审查的生效;2023.02.03#公开

摘要：本发明涉及一种曝光时间不受限的压缩超快成像系统及方法，属于计算成像领域。通过互补式轮流采样方式，将长时间曝光的采集过程，按时间交替分配到两个或多个条纹相机和积分相机的组合上，同时利用一个额外的积分相机来记录轮次切换中可能遗漏的信息，这样每个条纹相机上得到采样帧数就可以控制在较低水平。而目前的主流重构算法，即使在具有SI辅助的条件下，当压缩帧率大于50帧时，重构图像的PSNR也难以超过30dB。这种成像方式不受采样帧率的影响，并且切换过程也不会丢失信息，还可以进行长时间曝光，当每组帧数控制在10帧以内时，重构图像的PSNR可以优于30dB，这样的图像质量从视觉上已经难以察觉其与原始图像的差别。

主权项：1.一种曝光时间不受限的压缩超快成像系统，其特征在于：该系统包括分束器、编码器、第一光路切换器、第二光路切换器、第一积分相机、第二积分相机、第三积分相机、第一条纹相机和第二条纹相机；光源经过分束器分为三束光，分光比设为第一光路：第二光路：第三光路＝1：1：n，n≥1；第一光路由第三积分相机接收；第二光路由第二光路切换器接收；第二光路经第二光路切换器切换后，在时间上交替由第一积分相机和第二积分相机进行接收；两个积分相机与切换后的光路相互匹配，交替工作；第三光路经过编码器之后，由第一光路切换器进行切换；经第一光路切换器切换后的光路，在时间上交替由第一条纹相机和第二条纹相机进行接收；两个条纹相机与切换后的光路相互匹配，交替工作；第一光路切换器和第二光路切换器的切换在转移第一条纹相机与第二条纹相机相距位移d的时间，不大于第一条纹相机和第二条纹相机扫描一个像素的时间；在光路转换到第二条纹相机的同时，第一条纹相机关闭曝光，同时进行数据读出；此时第二条纹相机进行积分工作，待光路切换到第一条纹相机时，第二条纹相机停止曝光，输出采集的信号；第一条纹相机开始工作，两个条纹相机工作状态与光路切换，按照此规律交替工作；第一积分相机、第二积分相机是与第一条纹相机、第二条纹相机同步工作的，即第一条纹相机开始曝光时，第一积分相机同步工作，条纹相机这一侧光路切换时，积分相机同步光路切换；待光路切换到第二条纹相机时，第一条纹相机停止曝光，第一积分相机亦停止工作，两者同时进行数据读出，第二条纹相机与第二积分相机开始工作；至光路切换到第一条纹相机时，第二条纹相机与第二积分相机停止曝光，并输出采集的数据，这时第一条纹相机与第一积分相机开始曝光，两个条纹相机和积分相机工作状态与光路切换，根据此规律交替工作；第一条纹相机、第二条纹相机与第一积分相机、第二积分相机上每次输出的采样帧数，由激光脉冲进行控制；采样率不高于10帧，满足低采样率复原质量高的要求；一个工作周期为第一条纹相机和第二条纹相机都只工作一次；探测的目标是2D图像信息，第一条纹相机和第二条纹相机是打开前端的约束孔径，从而接收到2D图像信息是经过编码器编码后的2D信息；第一条纹相机和第二条纹相机通过扫描，将不同时间经过编码的2D图像通过光路切换器进行分批次叠加，从而输出2D的混叠信号；最后通过最优化算法复原为一系列按时间序列整合的2D图像帧。

全文数据：

权利要求：

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