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申请/专利权人：西安电子科技大学

摘要：本发明公开了一种利用散斑场偏振特性的动态散射成像装置及方法，该装置包括：光源及调节模块，包括白光宽谱光源和调节模块，调节模块，用于将白光宽谱光源发出的光进行调整，并将调整后的光线调制为线偏振光；成像模块，包括位于调节模块的远离白光宽谱光源一侧的成像目标、位于成像目标的远离调节模块一侧的动态散射介质；动态散射介质用于通过使线偏振光发生多次散射，形成动态散斑光场；图像探测与处理模块，包括位于动态散射介质的远离成像目标一侧的偏振相机、位于偏振相机远离动态散射介质一侧的处理器；偏振相机用于通过单次曝光采集具有不同偏振方位角的多张散斑图像，处理器用于对多张散斑图像进行处理，得到成像图像。

主权项：1.一种利用散斑场偏振特性的动态散射成像方法，其特征在于，应用于一种利用散斑场偏振特性的动态散射成像装置中的处理器中，所述装置包括：光源及调节模块、成像模块和图像探测与处理模块；所述光源及调节模块，包括白光宽谱光源和位于所述白光宽谱光源一侧的调节模块，所述调节模块，用于将所述白光宽谱光源发出的光进行调整，并将调整后的光线调制为线偏振光，所述线偏振光的光斑覆盖所述成像模块中的成像目标；所述成像模块，包括位于所述调节模块的远离所述白光宽谱光源一侧的所述成像目标、位于所述成像目标的远离所述调节模块一侧的动态散射介质；所述动态散射介质用于通过使所述线偏振光发生多次散射，形成动态散斑光场；所述图像探测与处理模块，包括位于所述动态散射介质的远离所述成像目标一侧的偏振相机、位于所述偏振相机远离所述动态散射介质一侧的所述处理器；所述偏振相机用于通过单次曝光采集具有不同偏振方位角的多张散斑图像，所述处理器用于对所述多张散斑图像进行处理，得到所述成像目标的成像图像；所述多张散斑图像中相邻两张散斑图像之间的偏振方位角的差值为预设角度；所述多张散斑图像包括：第一偏振方位角的散斑图像、第二偏振方位角的散斑图像、第三偏振方位角的散斑图像和第四偏振方位角的散斑图像；所述方法包括：根据所述第一偏振方位角的散斑图像和所述第三偏振方位角的散斑图像，分别计算出第一斯托克斯参量和第二斯托克斯参量；根据所述第二偏振方位角的散斑图像和所述第四偏振方位角的散斑图像，计算出第三斯托克斯参量；根据所述第一斯托克斯参量、所述第二斯托克斯参量和所述第三斯托克斯参量，分别计算出第一散斑图像和第二散斑图像；根据所述第一散斑图像和第二散斑图像，得到散斑偏振差分图像；将由所述第二散斑图像和所述散斑偏振差分图像组成的矩阵，作为输入矩阵；将所述输入矩阵分解为第一矩阵、第二矩阵和噪声系数矩阵；将所述输入矩阵进行奇异值分解，得到第一分解矩阵、第二分解矩阵和第三分解矩阵；根据所述第一矩阵和所述噪声系数矩阵，得到混叠系数矩阵，以及根据所述第二矩阵，得到信号源矩阵；根据所述第一分解矩阵和预设矩阵，得到所述混叠系数矩阵，以及根据所述预设矩阵的逆矩阵、所述第二分解矩阵和所述第三分解矩阵，得到所述信号源矩阵；其中，所述预设矩阵由第一参数、第二参数、第三参数和第四参数确定；根据所述第一分解矩阵、所述预设矩阵、所述第一矩阵和所述噪声系数矩阵，确定出所述第一参数和所述第二参数；根据所述预设矩阵和所述第四参数的预设取值集合，确定出与所述预设取值集合对应的所述第三参数的取值集合；根据所述第一参数、所述第二参数、所述预设取值集合和所述取值集合，计算出所述预设矩阵的矩阵集合；根据所述矩阵集合、所述第二分解矩阵和所述第三分解矩阵，确定出多组信号，每组信号包括：一个包含所述成像目标的信息的偏振散斑图像，以及一个包含背景信息的偏振散斑图像；从所述多组信号中，确定出包含所述成像目标的信息的偏振散斑图像与包含背景信息的偏振散斑图像之间的相关性最小的一组信号，作为待选信号；将所述待选信号中的包含所述成像目标的信息的偏振散斑图像，作为得到的包含所述成像目标的信息的偏振散斑图像；对所述包含所述成像目标的信息的偏振散斑图像进行自相关处理，得到所述成像目标的信息的自相关信息；根据所述自相关信息，采用维纳辛钦定理，得到所述成像目标的傅里叶幅值；根据所述傅里叶幅值，通过相位恢复重建，得到所述成像目标的成像图像。

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