申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2022-06-14

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN115065789B

主分类号：H04N23/11

分类号：H04N23/11;H04N19/42;G02B13/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2022.10.04#实质审查的生效;2022.09.16#公开

摘要：本发明公开的一种具有实出瞳的宽谱段双通道压缩成像方法及系统，属于计算成像技术领域。本发明通过具有实出瞳的宽谱段双通道共用像面压缩成像，实现单次曝光同时捕获双通道图像。本发明将双通道共用像面获取的混合图像采用频域压缩方式分离，在无需增加扫描装置情况下扩大成像视场。本发明采用反射式双通道压缩成像实现双通道宽谱段成像。通过光阑前置，使实出瞳和待使用的探测器冷阑大小和位置相匹配。本发明通过具有实出瞳的宽谱段双通道压缩成像，实现大视场和长焦距并存成像，且具有成像系统分辨率高、带宽窄、成像谱段宽、结构紧凑、稳定性高、经济性好优点。本发明可广泛的应用于紫外、可见、短波红外、中波红外、长波红外等多个谱段。

主权项：1.一种具有实出瞳的宽谱段双通道压缩成像方法，其特征在于：通过具有实出瞳的宽谱段双通道共用像面压缩成像，实现单次曝光同时捕获双通道图像，在相同探测器情况下，相较于传统轮换式工作的双通道成像系统，将压缩成像系统时间分辨率提高一倍；且在相同成像帧率要求下，数据量降低一倍；将双通道共用像面获取的混合图像采用频域压缩方式分离，在无需增加扫描装置情况下扩大成像视场，进而提高成像系统的结构紧凑性、稳定性和经济性；采用反射式双通道压缩成像实现双通道宽谱段成像；通过光阑前置，具有实出瞳的宽谱段双通道压缩成像方法在像面前能够产生实出瞳，通过冷光阑匹配，使该实出瞳和待使用的探测器冷阑大小和位置相匹配，适用于制冷型红外成像；通过具有实出瞳的宽谱段双通道压缩成像，解决光学成像视场和焦距的矛盾，实现大视场和长焦距并存成像；所述方法包括如下步骤，步骤一：对具有实出瞳的宽谱段双通道压缩成像光路获取的成像光束，按照下述四个约束条件进行频域编码，编码调制通过在主镜前的两个光阑分离位置放置相位板实现，得到频域编码后的成像光束；条件一：相位编码不能使得具有实出瞳的宽谱段双通道压缩成像光学系统的MTF在特征频率前出现零点，否则会造成信息的丢失；条件二：具有实出瞳的宽谱段双通道压缩成像光学系统的PSF应使得各自的OTF在图像频率域上的采样位置不同，进而保证图像的信息不会在频率域产生混叠，便于利用复原算法恢复；条件三：具有实出瞳的宽谱段双通道压缩成像光学系统各通道不同视场相位编码后的PSF应尽量相同，便于大幅简化图像复原算法；条件四：具有实出瞳的宽谱段双通道压缩成像光学系统相位编码后的PSF应使得OTF采样的区域尽量大，进而增多频域采样的信息，从而有利于图像复原；步骤二：对步骤一得到的频域编码后的成像光束，通过双通道共用像面曝光，获取的双通道共用像面混合图像；步骤二中，所述双通道共用像面指双通道共用一个面阵光电探测器捕获混合图像；所述面阵光电探测器捕获的混合图像的强度信息ix,y简化为： 其中，表示卷积，f1x,y、f2x,y表示具有实出瞳的宽谱段双通道压缩成像光学系统的两个通道捕获的物空间信息，PSF1x,y、PSF2x,y表示具有实出瞳的宽谱段双通道压缩成像光学系统的两个通道的点扩散函数；步骤三：对步骤二获取的具有实出瞳的宽谱段双通道共用像面混合图像，通过傅里叶变换到频域，得到所述共用像面混合图像的频谱图，将所述频谱图通过压缩感知复原算法进行图像复原，从一张图像中分别复原出两个成像通道的物方图像，即实现频域压缩方式分离成像；步骤三实现方法为，对步骤二获取的双通道共用像面混合图像，进行傅里叶变换，得到如公式2所述的共用像面混合图像的频谱图； 所以将具有实出瞳的宽谱段双通道频域压缩成像的逆问题转换为频域上的压缩感知复原问题： 将公式3所示的频域压缩感知复原问题，作为图像复原的目标函数，将所述频谱图通过压缩感知复原算法进行图像复原，从一张图像中分别复原出两个成像通道的物方图像，即实现频域压缩方式分离成像。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 一种具有实出瞳的宽谱段双通道压缩成像方法及系统

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