CN110333205A - 一种透过动态液体介质的散射成像装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透过动态液体介质的散射成像装置和方法，所述装置包括光源及调节模块、空间光调制器、动态成像模块和图像探测模块，其中，光源及调节模块用于产生准直的高斯光束；空间光调制器上加载有零阶贝塞尔光束的相位图样，用于将高斯光束调制为无衍射的零阶贝赛尔光束；动态成像模块包括毛玻璃和动态散射介质，毛玻璃与动态散射介质之间设置有待测目标，毛玻璃能够沿垂直于光路的方向旋转，用于对零阶贝赛尔光束进行散射，动态散射介质用于获得待测目标处光场的频谱信息。本发明通过将入射的高斯光束光调制为无衍射的零阶贝赛尔光束，使得透过动态液体介质的散射成像效果更好，提高了成像分辨率。

Description

一种透过动态液体介质的散射成像装置和方法

技术领域

本发明属于散射成像技术领域，具体涉及一种透过动态液体介质的散射成像装置和方法。

背景技术

动态散射介质是指内部颗粒随时间变化而进行高速、无序运动的散射介质，包括云层、雾霾、烟尘、浑浊水体、活体生物组织等。由于动态散射介质内部折射率分布不均匀，使得光波在其内部传输时会发生强烈的多次散射，导致获取的图像模糊，甚至隐藏在动态散射介质后的目标信息完全丢失；同时，动态散射介质的快速运动，致使散射介质的传输平均自由程、去相关时间及去相关带宽等物理参量也发生了变化，导致目前透过静态散射介质的成像方法无法解决动态散射成像问题，且无法满足在交通安全、水下探测以及生物医学成像等领域的应用需求。

现有的透过动态散射介质等障碍物成像的方法主要有以下两类：基于提取弹道光成像的思想和利用散射光成像的思想。然而，现有基于弹道光的透过动态散射介质方法的成像距离与所接收的弹道光子数成正比关系，无法实现透过动态散射介质的远距离成像。现有利用散射光成像的方法结合了散斑场的全息干涉，仅需要采集单帧散斑数据，但成像分辨率受参考点源大小的影响，且只能恢复目标的轮廓，无法获取准确的相位信息。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种透过动态液体介质的散射成像装置和方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的一个方面提供了一种透过动态液体介质的散射成像装置，包括光源及调节模块、空间光调制器、动态成像模块和图像探测模块，其中，

所述光源及调节模块用于产生准直的高斯光束并入射至所述空间光调制器；

所述空间光调制器上加载有零阶贝塞尔光束的相位图样，用于将所述高斯光束调制为无衍射的零阶贝赛尔光束，并将所述零阶贝赛尔光束反射至所述动态成像模块；

所述动态成像模块包括毛玻璃和动态散射介质，所述毛玻璃与所述动态散射介质之间设置有待测目标，所述毛玻璃能够沿垂直于光路的方向旋转，用于对所述零阶贝赛尔光束进行散射，使其对所述待测目标产生散斑照明；

所述动态散射介质用于获得散斑照明后所述待测目标处光场的频谱信息；

所述图像探测模块用于接收携带所述频谱信息的散斑图样。

在本发明的一个实施例中，所述光源及调节模块包括依次沿光路设置的激光光源、扩束器、光阑和第一透镜，其中，

所述扩束器和所述光阑用于调节来自所述激光光源的光束直径，以与所述空间光调制器的调制靶面配合；

所述第一透镜用于将所述光束调节为准直的高斯光束。

在本发明的一个实施例中，所述动态散射介质设置在玻璃容器中，且所述玻璃容器绕所述光路轴线旋转。

在本发明的一个实施例中，所述动态散射介质为脱脂牛奶、部分脱脂牛奶与水的混合液体、或者氧化锌溶液。

在本发明的一个实施例中，所述图像探测模块包括第二透镜和探测器，其中，

所述第二透镜用于将所述动态散射介质处的携带所述待测目标频谱信息的散斑图样成像于所述探测器上。

在本发明的一个实施例中，所述空间光调制器上还加载有一级衍射相位。

本发明的另一方面提供了一种透过动态液体介质的散射成像方法，包括：

通过散射成像装置获取待测目标的多帧散斑图样；

根据所述多帧散斑图样计算所述待测目标的自相关信息；

根据所述自相关信息获取所述待测目标的傅里叶幅值信息，以重建出所述待测目标。

在本发明的一个实施例中，所述多帧散斑图样透过上述实施例中任一项所述的散射成像装置获得，并且，通过散射成像装置获取待测目标的多帧散斑图样，包括：

控制所述散射成像装置中的毛玻璃旋转n次，每次旋转角度为0.1°；

在所述探测器上接收到待测目标的n帧散斑图样I_n(x,y)：

I_n(x,y)＝|F[f_n(x,y)]|²，其中，

f_n(x,y)为透过所述待测目标后的光场。

在本发明的一个实施例中，根据所述多帧散斑图样计算所述待测目标的自相关信息，包括：

对所述多帧散斑图样中的每帧散斑图样做自相关运算，获得所述每帧散斑图样的自相关信息f_n(x,y)☆f_n(x,y)：

f_n(x，y)☆f_n(x，y)＝F^-1{I_n(x，y)}，

其中，☆表示自相关运算符号，F^-1表示逆傅里叶变换；

将所述多帧散斑图样的自相关信息f_n(x,y)☆f_n(x,y)进行叠加，获得所述待测目标的自相关信息O(x,y)☆O(x,y)：

在本发明的一个实施例中，根据所述自相关信息获取所述待测目标的傅里叶幅值信息，以重建出所述待测目标，包括：

根据维纳辛钦定理，利用所述待测目标的自相关信息得到所述待测目标的傅里叶幅值信息|F{O(x,y)}|：

F^-1{|F{O(x,y)}|²}＝O(x,y)☆O(x,y)，

利用相位恢复算法获得所述待测目标的傅里叶相位，并通过傅里叶逆变换重建所述待测目标

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明透过动态液体介质的散射成像装置通过实现透过高速旋转的液体散射介质成像，模拟强风降雨等恶劣天气环境，扩大了成像的应用范围，使其不仅仅能应用于交通智能安全领域，也可在生物医学领域中对皮肤组织、血管、组织液等下方的细胞无侵入式的实现透射式成像。

2、本发明通过将入射的高斯光束光调制为无衍射的零阶贝赛尔光束，使得透过动态液体介质的散射成像效果更好，利用了无衍射光束的优势扩大了成像的景深范围，并提高了成像分辨率。

3、本发明通过在空间光调制器上还加载有一级衍射相位，能够解决由于空间光调制器的衍射效率低，导致加载的零阶贝塞尔光束相位有强度信息和少量偏移的问题，同时对透过动态液体介质的散射成像结果不会产生影响。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种透过动态液体介质的散射成像装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种透过动态液体介质的散射成像方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的G-S算法的框图；

图4是本发明实施例提供的混合输入输出法流程框图。

附图标记说明：

1-光源及调节模块；11-激光光源；12-扩束器；13-光阑；14-第一透镜；2-空间光调制器；3-动态成像模块；31-毛玻璃；32-动态散射介质；33-待测目标；4-图像探测模块；41-第二透镜；42-探测器。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本发明提出的一种透过动态液体介质的散射成像装置和方法进行详细说明。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明的技术方案加以限制。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例一

本实施例提出一种通过将高斯光束调制为无衍射的零阶贝塞尔光束，利用浴帘效应及散斑照明原理，实现透过动态液体介质的散射成像的装置，系统简单且稳定、成本低廉、成像景深大、分辨率高。

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种透过动态液体介质的散射成像装置的结构示意图。该散射成像装置包括光源及调节模块1、空间光调制器2、动态成像模块3和图像探测模块4，其中，光源及调节模块1用于产生准直的高斯光束并入射至空间光调制器2；空间光调制器2上加载已经生成好的零阶贝塞尔光束的相位图样，用于将高斯光束调制为无衍射的零阶贝赛尔光束，并将零阶贝赛尔光束反射至动态成像模块3；动态成像模块3包括毛玻璃31和动态散射介质32，毛玻璃31与动态散射介质32之间设置有待测目标33，毛玻璃31能够沿垂直于光路的方向旋转，用于对零阶贝赛尔光束进行散射，动态散射介质32用于根据穿过毛玻璃31和待测目标33的光束获得待测目标处光场的频谱信息；图像探测模块4用于接收携带频谱信息的散斑图样。

在本实施例中，空间光调制器2的靶面尺寸为15.36mm×8.64mm。

需要说明的是，待测目标33与动态散射介质32之间的距离需满足远场条件。所述远场条件是指某处的光场I(x,y)传播距离z＞2D²/λ(其中，D为目标尺寸，λ为波长)时，接收到的是此光场的傅里叶变换I′(x,y)＝F{I(x,y)}。散斑照明具有远场距离小的特点，经论证，远场距离可以表示为：z＞2DR_c/λ，其中，R_c为散斑的相关半径。

在远场条件下，待测目标33处的光场传输至动态散射介质32前表面的过程为一次傅里叶变换，即动态散射介质32前表面所接收到的信息为待测目标33处光场的频谱信息。在本实施例中，待测目标33的大小为1.2mm左右。

进一步地，光源及调节模块1包括依次沿光路设置的激光光源11、扩束器12、光阑13和第一透镜14。激光光源11用于发射激光光束，在本实施例中，产生的激光光束的波长为532nm。扩束器12和光阑13同轴设置，用于调节来自激光光源11的光束直径，以与空间光调制器2的调制靶面配合；第一透镜14用于将光束调节为准直的高斯光束。在本实施例中，扩束器12和光阑13用于使来自激光光源11的光束直径不超过空间光调制器2的靶面尺寸。

进一步地，动态散射介质32放置在自制的玻璃容器中，且玻璃容器绕光路轴线旋转。在本实施例中，动态散射介质32为脱脂牛奶、部分脱脂牛奶与水的混合液体、或者氧化锌溶液。这里可以选择不同的动态散射介质，上述这几种溶液的散射程度和透光率都不同，可以比较不同的液体散射介质对成像结果是否影响，而且这种浑浊液体用来模拟现实环境例如下雨天的降水量等，因此具有现实应用意义。

具体地，本实施例采用的动态散射介质32的制备过程如下：

步骤1：定制直径为15cm，厚度为1mm的圆形高透光玻璃；

步骤2：定制外直径为15cm，内直径为13cm，厚度为1mm的圆环形透明亚克力板，且圆环上留有5mm的开口；

步骤3：将按步骤2定制好的透明亚克力板放置于两个按步骤1定制好的高透光玻璃中，类似于三明治结构，用AB胶水将玻璃与亚克力板粘贴好，此过程保证粘贴牢固且无气泡；

步骤4：用针管抽取液体散射介质，例如脱脂牛奶、部分脱脂牛奶与水的混合液体或氧化锌溶液；

步骤5：从圆环上的所述开口处灌入所述液体散射介质；

步骤6：用AB胶封住开口处，并将边缘再次密封，防止液体在高速旋转时被甩出。

在实际操作过程中，设置有动态散射介质32的玻璃容器连接至直流电机，以通过直流电机控制动态散射介质32绕光轴高速旋转，用来模拟强风、降雨天气情况，由于浴帘效应的存在，动态散射介质32前表面与后表面的光场近似相等。在本实施例中，动态散射介质32的旋转速度>2000rpm。

进一步地，图像探测模块4包括第二透镜41和探测器42，其中，第二透镜41用于将动态散射介质32处的携带待测目标频谱信息的散斑图样成像于探测器42上。第二透镜42需要严格满足物像成像关系，以将动态散射介质32后表面的光场精准地成像于探测器42的接收面上。在本实施例中，第二透镜42的焦距为100mm。

进一步地，在空间光调制器(SLM)上加载了零阶贝塞尔光束的相位图样，但是由于纯相位调制型SLM的衍射效率不够，会出现相位图样的强度信息。为了解决此问题，空间光调制器2上在加载已经生成好的零阶贝塞尔光束的相位图样之外，还加载有一级衍射相位，例如闪耀光栅相位。

具体地，单色无衍射光E(x,y,z)的解可以表示为：

其中，((x,y,z)为空间坐标位置)，z为空间传播的距离，θ为光束与传播方向z的夹角，A(θ)为复角谱分布；k₁、k_z为波矢的径向和轴向分量。对于无衍射的贝塞尔光束，A(θ)取exp(imθ)形式，可以得到圆柱坐标系下贝赛尔光束是自由空间的解，此时光场用贝赛尔函数来描述，解析表达式为：

其中，m为贝赛尔函数的阶数，α、β分布为径向和轴向波矢，ρ、为x、y的圆柱坐标系表示形式，J_m(αρ)为m阶的贝塞尔函数。

当加载一级衍射如闪耀光栅相位时，即引入了倾斜因子K(χ)，且

其中，χ是垂直于光轴的平面与光栅条纹的夹角。此时光场表达式为：

此过程对透过动态液体介质的散射成像结果无影响，但是能够解决实际过程中由于SLM的衍射效率低，导致加载的零阶贝塞尔光束相位有强度信息和少量偏移的问题。

具体地，本实施例的透过动态液体介质的散射成像方法包括：

步骤a：搭建透射式成像光路，打开激光光源，光源波长为532nm；

步骤b：将扩束器和光阑同轴，光阑大小与空间光调制器(SLM)靶面匹配；

步骤c：打开空间光调制器，并加载零阶贝塞尔光束的相位图样和一级衍射相位；

步骤d：将待测目标放置在距离毛玻璃为1cm处的位置；

步骤e：在满足远场距离条件的位置处放置连接有旋转轴的动态液体散射介质，并使所述动态液体散射介质绕所述光路轴线高速旋转；

步骤f：在距动态散射介质后20cm的位置和探测器前20cm处放置第二透镜；

步骤g：打开探测器，调节毛玻璃旋转n次，每次旋转角度为0.1°，然后通过探测器接收系统产生的n张散斑图样；

步骤h：根据所述n张散斑图样，利用维纳辛钦定理得到待测目标的傅里叶幅值信息，再通过相位恢复算法重建出待测目标。具体重建过程将在实施例二中进行描述。

本实施例透过动态液体介质的散射成像装置通过实现透过高速旋转的液体散射介质成像，模拟强风降雨等恶劣天气环境，扩大了成像的应用范围，使其不仅仅能应用于交通智能安全领域，也可在生物医学领域中对皮肤组织、血管、组织液等下方的细胞无侵入式的实现透射式成像。此外，本实施例通过将入射的高斯光束光调制为无衍射的零阶贝赛尔光束，使得透过动态液体介质的散射成像效果更好，利用了无衍射光束的优势扩大了成像的景深范围，并提高了成像分辨率。

实施例二

在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种透过动态液体介质的散射成像方法。请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种透过动态液体介质的散射成像方法的流程图。

该散射成像方法包括：

S1：通过散射成像装置获取待测目标的多帧散斑图样；

进一步地，所述多帧散斑图样基于实施例一所述的散射成像装置获得，并且，步骤S1包括：

S11：控制所述散射成像装置中的毛玻璃旋转n次，每次旋转角度为0.1°；

具体地，按照图1搭建透射式成像光路；打开激光光源11，光源发出的光信号经扩束器12和光阑13的调节照射到空间光调制器(SLM)上，使高斯入射光束调制为穿透性更强的零阶贝塞尔无衍射光束；随后用电机控制产生散斑照明的毛玻璃旋转，旋转n次且每次旋转角度为0.1°，散斑场经过待测目标与动态液体散射介质后，通过第二透镜41将动态散射介质32后表面的光场成像于探测器42接收面，此时采集到的透过动态散射介质的散斑图像为I_n(x,y)。

S12：在所述探测器上接收到待测目标的n帧散斑图样I_n(x,y)：

I_n(x,y)＝|F[f_n(x,y)]|²，

其中，f_n(x,y)为透过所述待测目标后的光场。

具体地，将待测目标表示为O(x,y)，零阶贝塞尔光束的相位因子表示为旋转的毛玻璃表示为S_n(x,y)，则透过待测目标后的光场f_n(x,y)为：

在满足远场距离条件下，其中，D为待测目标的大小，λ为光源波长，R_c是散斑相关的半高全宽，则所述探测器接收到的散斑图像I_n(x,y)为：

I_n(x,y)＝|F[f_n(x,y)]|²。

S2：根据所述多帧散斑图样计算所述待测目标的自相关信息；

具体地，步骤S2包括：

S21：对所述多帧散斑图样中的每帧散斑图样做自相关运算，获得所述每帧散斑图样的自相关信息f_n(x,y)☆f_n(x,y)：

f_n(x,y)☆f_n(x,y)＝F^-1{|F[f_n(x,y)]|²}＝F^-1{I_n(x,y)}，

其中，☆表示自相关运算符号，F^-1表示逆傅里叶变换；

S22：利用维纳辛钦定理，将所述多帧散斑图样的自相关信息f_n(x,y)☆f_n(x,y)进行叠加，获得所述待测目标的自相关信息O(x,y)☆O(x,y)。

具体地，本实施例中所使用的成像模型为f＝O*S，*表示卷积，☆表示自相关运算符号。

f与f的自相关表示为：f☆f＝(O*S)☆(O*S)＝(O☆O)*(S☆S)，其中，

S☆S为δ函数，在信号处理中，目标与δ函数的卷积为目标本身，即O*δ＝O，故有f☆f＝O☆O。

由于成像系统是一个线性系统，因此

其中，可以近似为δ函数，目标与δ函数的卷积为目标本身。

即，根据上式可以获得所述待测目标的自相关信息：

S3：根据所述自相关信息获取所述待测目标的傅里叶幅值信息，以重建出所述待测目标。

所述S3包括：

S31：根据维纳辛钦定理，根据所述待测目标的自相关信息，得到所述待测目标的傅里叶幅值信息|F{O(x,y)}|：

F^-1{|F{O(x,y)}|²}＝O(x,y)☆O(x,y)，

S32：利用相位恢复算法获得所述待测目标的傅里叶相位，并通过傅里叶逆变换重建所述待测目标。

以下以示例性实例给出了几种重建待测目标的相位恢复算法。对于第一种相位恢复算法，所述探测器接收到的散斑图像为I_n(x,y)，R(x,y)表示散斑场图像的自相关，并运用二维傅里叶变换与逆变换来计算，可以得到以下数学表达式：

R(x,y)＝O(x,y)☆O(x,y)＝I(x,y)☆I(x,y)＝FT^-1{|FT{I(x,y)}|²}

其中，FT{}表示傅里叶变换运算，FT^-1{}表示逆傅里叶变换运算。

维纳-辛钦定理(Wiener–Khinchin)指出：被观测目标的功率谱可通过计算它的自相关的傅里叶变换，并求取其幅值而得到。由于光学记忆效应有效范围的限制，散斑场图像中只有中心部分是携带着有效目标信息的，为实现重建的高效性，借助窗函数W(x,y)求取有效的功率谱：

S_meas(k_x,k_y)＝|FT{W(x,y)R(x,y)}|

在此，窗函数W(x,y)可以选择Rectangular窗或者Tukey窗。由傅里叶光学理论可知，获取目标图像的二维傅里叶变换的相位信息，结合由自相关信息得到的目标傅里叶振幅信息，再进行逆傅立叶变换即可实现高分辨率图像重建。

对于第二种相位恢复算法，请参见图3，图3是本发明实施例提供的G-S算法的框图。如图3所示，G-S算法(Gerchberg-Saxton,GS)的初始值记为g₁(x,y)，且是任意赋值的，依次进行如下四步迭代：

其中，g_k(x,y)表示第k次迭代值，FT{}表示傅里叶变换运算，FT-¹{}表示逆傅里叶变换运算，G_k(k_x,k_y)表示g_k(x,y)的傅里叶变换结果，arg{}表示取辐角运算，θ_k(k_x,k_y)表示辐角，G'_k(k_x,k_y)表示频域中所得最新的目标结果，g'_k(x,y)表示G'_k(k_x,k_y)的逆傅里叶变换结果，即当下循环所得的空域中的重建结果。

每次输入的第k+1次迭代g_k+1(x,y)，由第k次迭代中的g'_k(x,y)得到，在此求取过程中需要对目标图像进行物理约束，在此用到的是“混合输入-输出法(Hybrid Input-Output Algorithm,HIOA)”。请参见图4，图4是本发明实施例提供的混合输入输出法流程框图。

如图4所示，流程框图所展示的即为混合输入—输出法，整个过程可以看作g_k(x,y)输入到一个非线性系统，在第k次迭代过程中得到g_k(x,y)是对需要被恢复的目标物体的估计；经傅里叶变换获得运算中所需的系数；经逆傅里叶变换得到图像g'_k(x,y)。对于不满足物理约束条件的强制保留输入的值，对于满足约束条件的则引入衰减因子β，待测目标的具体数学表达式如下：

其中，β为常数，Γ的范围包含了g'_k(x,y)上所有违反约束的点，(x,y)为点集。主要的物理约束条件就是数值为非负、实数，因为这里的数代表的是成像目标，即实际的物体；另一个物理约束条件为其范围应小于自相关半径的一半。

本实施例的散射成像方法通过实现透过高速旋转的液体散射介质成像，模拟强风降雨等恶劣天气环境，扩大了成像的应用范围，使其不仅仅能应用于交通智能安全领域，也可在生物医学领域中对皮肤组织、血管、组织液等下方的细胞无侵入式的实现透射式成像。本发明实施例的方法还可广泛应用于交通安全、水下探测、军事侦查等领域。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种透过动态液体介质的散射成像装置，其特征在于，包括光源及调节模块(1)、空间光调制器(2)、动态成像模块(3)和图像探测模块(4)，其中，

所述光源及调节模块(1)用于产生准直的高斯光束并入射至所述空间光调制器(2)；

所述空间光调制器(2)上加载有零阶贝塞尔光束的相位图样，用于将所述高斯光束调制为无衍射的零阶贝赛尔光束，并将所述零阶贝赛尔光束反射至所述动态成像模块(3)；

所述动态成像模块(3)包括毛玻璃(31)和动态散射介质(32)，所述毛玻璃(31)与所述动态散射介质(32)之间设置有待测目标(33)，所述毛玻璃(31)能够沿垂直于光路的方向旋转，用于对所述零阶贝赛尔光束进行散射，使其对所述待测目标(33)产生散斑照明；

所述动态散射介质(32)用于获得散斑照明后所述待测目标处光场的频谱信息；

所述图像探测模块(4)用于接收携带所述频谱信息的散斑图样。

2.根据权利要求1所述的透过动态液体介质的散射成像装置，其特征在于，所述光源及调节模块(1)包括依次沿光路设置的激光光源(11)、扩束器(12)、光阑(13)和第一透镜(14)，其中，

所述扩束器(12)和所述光阑(13)用于调节来自所述激光光源(11)的光束直径，以与所述空间光调制器(2)的调制靶面配合；

所述第一透镜(14)用于将所述光束调节为准直的高斯光束。

3.根据权利要求1所述的透过动态液体介质的散射成像装置，其特征在于，所述动态散射介质(32)设置在玻璃容器中，且所述玻璃容器绕所述光路轴线旋转。

4.根据权利要求1所述的透过动态液体介质的散射成像装置，其特征在于，所述动态散射介质(32)为脱脂牛奶、部分脱脂牛奶与水的混合液体、或者氧化锌溶液。

5.根据权利要求1所述的透过动态液体介质的散射成像装置，其特征在于，所述图像探测模块(4)包括第二透镜(41)和探测器(42)，其中，

所述第二透镜(41)用于将所述动态散射介质(32)处的携带所述待测目标频谱信息的散斑图样成像于所述探测器(42)上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的透过动态液体介质的散射成像装置，其特征在于，所述空间光调制器(2)上还加载有一级衍射相位。

7.一种透过动态液体介质的散射成像方法，其特征在于，包括：

通过散射成像装置获取待测目标的多帧散斑图样；

根据所述多帧散斑图样计算所述待测目标的自相关信息；

根据所述自相关信息获取所述待测目标的傅里叶幅值信息，以重建出所述待测目标。

8.根据权利要求7所述的透过动态液体介质的散射成像方法，其特征在于，所述多帧散斑图样基于权利要求1至5中任一项所述的散射成像装置获得，并且，通过散射成像装置获取待测目标的多帧散斑图样，包括：

控制所述散射成像装置中的毛玻璃旋转n次，每次旋转角度为0.1°；

在所述探测器上接收到待测目标的n帧散斑图样I_n(x,y)：

I_n(x,y)＝|F[f_n(x,y)]|²，

其中，f_n(x,y)为透过所述待测目标后的光场。

9.根据权利要求8所述的透过动态液体介质的散射成像方法，其特征在于，根据所述多帧散斑图样计算所述待测目标的自相关信息，包括：

对所述多帧散斑图样中的每帧散斑图样做自相关运算，获得所述每帧散斑图样的自相关信息f_n(x,y)☆f_n(x,y)：

f_n(x，y)☆f_n(x，y)＝F^-1{I_n(x，y)}，

其中，☆表示自相关运算符号，F^-1表示逆傅里叶变换；

将所述多帧散斑图样的自相关信息f_n(x,y)☆f_n(x,y)进行叠加，获得所述待测目标的自相关信息O(x,y)☆O(x,y)：

10.根据权利要求9所述的透过动态液体介质的散射成像方法，其特征在于，根据所述自相关信息获取所述待测目标的傅里叶幅值信息，以重建出所述待测目标，包括：

根据维纳辛钦定理，利用所述待测目标的自相关信息得到所述待测目标的傅里叶幅值信息|F{O(x,y)}|：

F^-1{|F{O(x,y)}|²}＝O(x,y)☆O(x,y)，

利用相位恢复算法获得所述待测目标的傅里叶相位，并通过傅里叶逆变换重建所述待测目标。