本發(fā)明屬于目標成像探測領域，提供了一種傅里葉單像素成像設備及方法。

背景技術：

1、單像素成像是一種新型的成像方式，利用預知強度分布的光照射待測物體，并使用沒有空間分辨能力的探測器進行探測，經過重構運算即可恢復待測物體的像，由于單像素成像的應用波長范圍廣，且有一定的抗散射能力，因此具有廣闊的應用場。

2、傅里葉單像素成像技術是一種技術發(fā)展十分成熟的單像素成像技術，在傅里葉單像素成像的光路中，通常使用dmd(數字微反射鏡)生成發(fā)射條紋。然而由于dmd反射的條紋為二值條紋，這種二值條紋存在的差異會影響單像素成像質量，因此，亟需設計一種傅里葉單像素成像設備。

技術實現思路

1、本發(fā)明實施例的目的在于提供一種傅里葉單像素成像設備，旨在解決現有技術中通過dmd生成發(fā)射條紋，這種二值條紋存在的差異，會影響單像素成像質量的問題。

2、本發(fā)明實施例是這樣實現的，一種傅里葉單像素成像設備，所述傅里葉單像素成像設備包括發(fā)射裝置和接收裝置，所述發(fā)射裝置包括：光源和雙光束調節(jié)結構；

3、所述光源，用于發(fā)射探測光；

4、所述雙光束調節(jié)結構包括分束件、第一反射件和第二反射件，所述分束件設置在所述光源發(fā)射的探測光光路上，用于將所述探測光分離為第一光束和第二光束，所述第一反射件設置在所述第一光束的光路上，所述第二反射件可轉動的設置在所述第二光束的光路上；

5、其中，所述第一反射件將所述第一光束反射向指定位置的合束空間，同時所述第二反射件偏轉將所述第二光束從不同角度反射向所述合束空間與所述第一光束進行合束，并發(fā)生干涉，形成一組調制散斑照射向待測目標，所述一組調制散斑中的各調制散斑與所述第二反射件的偏轉角度一一對應；

6、所述接收裝置用于接收所述待測目標反射所述調制散斑形成的目標光，以使接收的目標光的信息能夠通過相關傅里葉公式計算，得到所述待測目標的像。

7、本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種傅里葉單像素成像方法，用于如上所述的傅里葉單像素成像設備，所述方法包括以下步驟：

8、將光源發(fā)射的探測光分離為第一光束和第二光束；

9、通過第一反射件將所述第一光束反射向指定位置的合束空間，同時通過第二反射件將所述第二光束從不同角度反射向所述合束空間進行合束，

10、合束后的光束發(fā)生干涉形成調制散斑，照射向待測目標；

11、通過所述接收裝置接收所述待測目標反射所述調制散斑形成的目標光；

12、根據探測所述目標光后得到的光強信息，計算所述待測目標的傅里葉變換系數，并進行傅里葉逆變換得到所述待測目標的像。

13、本發(fā)明實施例提供的傅里葉單像素成像設備，通過設置的雙光束調節(jié)結構對探測光進行基于雙縫干涉原理的調制，產生的干涉條紋為灰度條紋，照射待測目標進行的探測，不會存在二值條紋存在的差異，通過第二反射件的不同角度偏轉，形成不同空間頻率的干涉條紋，能夠直接獲得待測目標的傅里葉系數，利用傅里葉逆變換進行重構，得到或恢復待測目標的像，這樣的話，不僅調制速度快，且生成的干涉條紋更準確，能夠在保證成像像質的前提下提高探測速度。

技術特征：

1.一種傅里葉單像素成像設備，所述傅里葉單像素成像設備包括發(fā)射裝置和接收裝置，其特征在于，所述發(fā)射裝置包括：光源和雙光束調節(jié)結構；

2.根據權利要求1所述的傅里葉單像素成像設備，其特征在于，所述雙光束調節(jié)結構還包括合束件，所述合束件設置在所述第一光束和第二光束的光路交集處，并形成有所述合束空間，所述合束空間用于將所述第一光束和第二光束進行合束。

3.根據權利要求2所述的傅里葉單像素成像設備，其特征在于，所述分束件、第一反射件、第二反射件和合束件呈方形排列設置。

4.根據權利要求1所述的傅里葉單像素成像設備，其特征在于，所述指定位置的合束空間配置為：所述第一反射件的反射面和所述分束件出射第一光束的出射面相對，所述第二反射件的反射面和所述分束件出射第二光束的出射面相對，以使所述分束件能夠形成有所述合束空間。

5.根據權利要求1所述的傅里葉單像素成像設備，其特征在于，所述分束件為半透半反鏡或分光棱鏡。

6.根據權利要求1所述的傅里葉單像素成像設備，其特征在于，所述第一反射件為反射鏡，所述第二反射件為mems振鏡。

7.根據權利要求1所述的傅里葉單像素成像設備，其特征在于，所述合束后的光束的光路上設置有發(fā)射件，所述發(fā)射件能夠將調制散斑照射向待測目標。

8.根據權利要求1所述的傅里葉單像素成像設備，其特征在于，所述接收裝置至少包括接收件和探測器，所述接收件用于接收所述待測目標反射所述調制散斑形成的目標光，所述探測器設置在所述接收件的光路上，用于探測所述目標光的光強信息，以便根據所述目標光的光強信息計算所述待測目標的傅里葉系數，得到所述待測目標的像。

9.一種傅里葉單像素成像方法，用于如權利要求1-8任一所述的傅里葉單像素成像設備，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

10.根據權利要求9所述的傅里葉單像素成像方法，其特征在于，所述方法還包括：通過轉動所述第二反射件使合束后的光束形成不同的調制散斑，構成一組調制散斑。

技術總結
本發(fā)明適用于目標成像探測領域，提供了一種傅里葉單像素成像設備及方法，所述傅里葉單像素成像設備包括發(fā)射裝置和接收裝置，所述發(fā)射裝置包括：光源和雙光束調節(jié)結構；所述光源，用于發(fā)射探測光；所述雙光束調節(jié)結構包括分束件、第一反射件和第二反射件，所述分束件設置在所述光源發(fā)射的探測光光路上，用于將所述探測光分離為第一光束和第二光束，所述第一反射件設置在所述第一光束的光路上，所述第二反射件可轉動的設置在所述第二光束的光路上；本發(fā)明通過設置的雙光束調節(jié)結構對探測光進行調制，產生的灰度條紋優(yōu)于二值條紋，通過第二反射件的不同角度偏轉，形成不同空間頻率的干涉條紋，能夠直接獲得待測目標的傅里葉系數，且調制速度快。

技術研發(fā)人員：王霄鵬
受保護的技術使用者：深圳億維瑞光科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15