(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111613460.8 (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 中国科学院合肥物质科 学研究院 地址 230031 安徽省合肥市蜀山区蜀山湖 路350号 (72)发明人 黄见　王英俭　时东锋　苑克娥　 陈亚锋　 (74)专利代理 机构 合肥市上嘉专利代理事务所 (普通合伙) 34125 代理人 郭华俊 (51)Int.Cl. G01B 11/00(2006.01) G01B 11/24(2006.01) G06F 3/06(2006.01) G06F 5/06(2006.01)G06T 5/00(2006.01) H04N 5/30(2006.01) H04N 5/04(2006.01) (54)发明名称 一种高速调制与 同步采集关联成像方法及 系统 (57)摘要 本发明属于光学成像与计算机成像的技术 领域， 尤其涉及一种高速调制与同步采集关联 成 像方法及系统。 所述关联成像方法包括以下步 骤： 步骤S1： 接收成像物 体的光信号， 预置的调制 散斑序列对 所述光信号进行调制， 将所述被调制 后的光信号转换为序列电信号； 步骤S2： 将所述 序列电信号转换为数字信号， 并对 数字信号进行 缓存； 步骤S3： 判断缓存中数字信号数量是否达 到预定字节， 若是则读取预定字节数字信号进行 分析并计算得到探测信号； 步骤S4： 根据所述探 测信号和调制散斑序列通过复原算法复原物体 图像。 通过本发 明可以实现高速调制和同步采集 关联成像， 避免探测信号出现错位或遗漏等问 题， 降低计算机读取数据的频次， 具备在线实时 关联成像能力。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 114279330 A 2022.04.05 CN 114279330 A 1.一种高速调制与同步采集关联成像方法， 其特征在于， 所述关联成像方法包括以下 步骤： 步骤S1： 接收成像物体的光信号， 预置的调制散斑序列对所述光信号进行调制， 将被调 制后的光信号 转换为序列电信号； 步骤S2： 将所述序列电信号 转换为数字信号， 并对数字信号进行缓存； 步骤S3： 判断缓存中数字信号数量是否达到预定字节， 若是则读取预定字节数字信号 进行分析并计算得到 探测信号； 步骤S4： 根据所述探测信号和调制散斑序列通过复原算法复原 物体图像。 2.根据权利要求1所述的高速调制与同步采集关联成像方法， 其特征在于， 所述判断缓 存数据是否 达到预定字节具体包括： 设置调制散斑Si(x,y)(i＝1,2, …,N)的数量为N， 单次采 集的数字信号长度为m字节， 其 中， 调制散斑序列的数量 N为满足计算 一帧图像的散斑数量； 计算预定 字节， 其中预定 字节以W表示， W ＝N*m； 判断缓存区数量是否大于预定 字节。 3.根据权利要求2所述的高速调制与同步采集关联成像方法， 其特征在于， 所述对缓存 数据计算分析 得到探测信号具体包括： 读取缓存区中的W个字节数据， 并分成N份； 对每m个字节分别 扣除起始段和末尾段长度为 n的数据， 其中n<m/10； 对剩余的数据进行求和后取平均值， 作为该调制散斑下的探测信号。 4.一种高速调制与同步采集关联成像系统， 其特征在于， 包括依次设置的接收镜头组， 用于接收成像物体的光信号； 数字微镜器件， 用于通过 预置调制散斑对接收镜 头组接收的光信号进行调制； 单像素探测器， 用于将数字微镜器件调制后的光信号 转换为电信号； 数据采集 卡， 用于对单像素探测器输出的电信号进行 数字化； 系统还包括 计算机， 分别与数据采集卡、 数字微镜器件进行数据交互， 所述计算机设置数据采集卡 和数字微镜器件的参数， 并预置数字微镜器件的调制散斑以及读取数据采集卡输出的数字 信号； 所述数字微镜器件还与数据采集卡进行交互， 所述数字微镜器件产生外同步信号触发 数据采集 卡。 5.根据权利要求4所述的一种高速调制与同步采集关联成像系统， 其特征在于， 所述数 据采集卡包括不少于设定内存的板载FIFO缓冲区， 当板载FIFO缓冲区存储 数据达到 设定数 量后， 计算机读取板载 FIFO缓冲区数据。 6.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 介质存有计算机程序， 计算机程序运行后， 执行如权利要求1 ‑3任意一项所述的一种高速调制与同步采集的关联成像方法。 7.一种计算机系统， 其特征在于， 包括处理器、 存储介质， 存储介质上存有计算机程序， 处理器从存储介质上读取并运行计算机程序以执行如权利要求1 ‑3任意一项 所述的一种高 速调制与同步采集的关联成像方法。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114279330 A 2一种高速调制与同步采集关联成像方 法及系统 技术领域 [0001]本发明属于光学成像与计算机成像的技术领域， 尤其涉及一种高速调制 与同步采 集关联成像方法及系统。 背景技术 [0002]关联成像作为一种新型的计算成像技术， 在光学遥感等领域具有重要的应用 前 景。 无论是前向调制还是后向调制的关联成像系统， 要求数据采集卡的外触发频率通常与 调制器件的调制频率同步， 单像素探测器完成光电转换， 数据采集卡实现对电信号的数字 化， 最后联合调制信号(调制散斑)与数字化后的物体信息通过计算 算法来复原 物体图像。 [0003]无论通过何种计算算法， 上述过程都要求成像物体的数字化信号与调制信号一一 对应， 不能出现错 位、 遗漏等现象， 否则不能复原出物体的图像。 [0004]对于采用数字投影仪等低调制频率的关联成像系统， 通常采用单次调制 →数据采 集→数字信号读取与显示 →单次调制 →数据采集 →数字信号与显示 →……的方式进行处 理， 当调制与采集达到一定次数后进行图像复原计算， 这种 方式在数据采集卡的重触发频 率或者调制频率较低时一般可以正常运行， 调制频率低意味了重构一幅图像所需的时间 长。 对于， 目前常用的空间光调制器数字微镜器件， 其对二值化散斑的调制频率最大可达 22kHz,因此如果在关联成像系统中将调制频率 或者采集卡的重复发频率设置为 10kHz或者 20kHz时， 还是采用单次调制 →数据采集 →数字信号读取与显示 →单次调制 →数据采集 → 数字信号与显示 →……的方式进行处理， 计算机会频繁读取数据采集卡采集的数据， 经常 会出现卡顿、 数据错位与遗漏等现象， 严重时造成系统无法正常工作。 在此背景下， 发明一 种高速调制与同步采集关联成像方法及系统。 发明内容 [0005]本发明公开了一种高速调制与同步采集关联成像方法， 所述关联成像方法包括以 下步骤： [0006]步骤S1： 接收成像物体的光信号， 预置的调制散斑序列 对所述光信号进行调制， 将 被调制后的光信号 转换为序列电信号； [0007]步骤S2： 将所述序列电信号 转换为数字信号， 并对数字信号进行缓存； [0008]步骤S3： 判断缓存中数字信号数量是否达到预定字节， 若是则读取预定字节数字 信号进行分析并计算得到 探测信号； [0009]步骤S4： 根据所述探测信号和调制散斑序列通过复原算法复原 物体图像。 [0010]进一步的， 所述判断缓存数据是否 达到预定字节具体包括： [0011]设置调制散斑Si(x,y)(i＝1,2, …,N)的数量为N， 单次采集的数字信号长度为m字 节， 其中， 调制散斑序列的数量 N为满足计算 一帧图像的散斑数量； [0012]计算预定 字节， 其中预定 字节以W表示， W ＝N*m； [0013]判断缓存区数量是否大于预定 字节。说　明　书 1/5 页 3 CN 114279330 A 3