CN111948670B - 光感知装置、成像装置和关联成像方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光感知装置、成像装置和关联成像方法。其中，光感知装置包括：光调节机构，用于对目标物体反射的光进行预调节；空间光调制器，用于根据接收的调制信号对经光调节机构调节后的光进行光场调制；中，调制信号用于驱动空间光调制器的局部区域工作，局部区域的选定取决于光调节机构的预调节；探测器探测经空间光调制器调制的光，并进行光电转换得到电信号；控制器分别与探测器和空间光调制器电连接，用于输出调制信号至空间光调制器，还用于根据调制信号和电信号获得目标物体的像。通过采用光调节机构对接收光进行预处理，只需控制空间光调制器的部分区域工作以实现光调制，提高成像速度。

Description

光感知装置、成像装置和关联成像方法

技术领域

本发明涉及关联成像技术领域，特别是涉及一种光感知装置、成像装置和关联成像方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

“鬼”成像(ghost imaging)又称双光子成像(two-photon imaging)或关联成像(correlated imaging)，是一种利用双光子复合探测恢复待测物体空间信息的一种新型成像技术，可以对看不到的物体进行成像，可以应用于汽车驾驶、医疗技术以及军事勘察等应用场景中。

在汽车驾驶或者军事勘察等场景中，成像速度直接影响后续控制命令的生成/下达速度，所以对于鬼成像的成像速度要求越来越高。

发明内容

基于此，有必要针对传统技术中成像帧率较低的问题，提供一种光感知装置、成像装置和关联成像方法。

一方面，本发明实施例提供了一种光感知装置，其特征在于，包括：

光调节机构，用于对目标物体反射的光进行预调节；

空间光调制器，用于根据接收的调制信号对经所述光调节机构调节后的光进行光场调制；其中，所述调制信号用于驱动所述空间光调制器的局部区域工作，所述局部区域的选定取决于所述光调节机构的预调节；

探测器，用于探测经所述空间光调制器调制的光，并进行光电转换得到电信号；

控制器，所述控制器分别与所述探测器和所述空间光调制器电连接，用于输出所述调制信号至所述空间光调制器，还用于根据所述调制信号和所述电信号获得所述目标物体的像。

本申请实施例提供的光感知装置，采用光调节机构对接收光进行预调节，在某个方向上对空间光调制器的阵面进行拉伸，这样在只需驱动空间光调制器上的部分区域进行光场调制的情况下，仍可以保证成像效果。光调节机构与空间光调制器的配合，使得只需驱动空间光调制器的部分区域进行调制工作，大大提高了空间光调制器的调制速度，从而提高了关联成像帧率。

在其中一个实施例中，所述空间光调制器为数字微镜器件、声光偏转晶体、液晶空间光调制器或超材料。

在其中一个实施例中，所述空间光调制器为逐行驱动模式的空间光调制器，所述调制信号用于驱动所述空间光调制器的目标行工作，以对经所述光调节机构处理后的光进行调制，所述目标行的选定取决于所述光调节机构的预调节。

在其中一个实施例中，所述空间光调制器为数字微镜器件，所述数字微镜器件包括驱动模组和多行微镜；

所述驱动模组与所述控制器电连接，且所述驱动模组用于根据所述调制信号驱动目标行的微镜的开关状态，以对经所述光调节机构压缩后的光进行缩放调制，所述目标行的微镜选定取决于所述光调节机构的预调节。

在其中一个实施例中，所述数字微镜器件包括Y行微镜，且每行包括X个微镜，所述驱动模组用于驱动各所述微镜翻转，使各所述微镜处于开状态或关状态，以对经所述光调节机构压缩的光进行调制；所述数字微镜器件调制的目标分辨率为a×b，其中，b＜Y，a＝X/N；

所述调制信号用于指示所述驱动模组驱动b行微镜的开关状态，其中，以每行中的N个微镜为一组进行驱动，组内的各微镜在同一时刻下的状态相同。

本申请实施例提供的光感知装置，采用光调节机构对空间光调制器局部区域的像进行不同比例的拉伸，保证了成像效果，根据需要的调制像素要求，即数字微镜器件调制的目标分辨率，驱动模组在接收到调制信号后，只需驱动部分行微镜的翻转，即可在保证像素要求的前提下，大大提高了数字微镜器件的调制频率，从而提高了关联成像的成像帧率。

在其中一个实施例中，所述镜头组包括：

接收镜头，用于接收所述目标物体反射的光；

柱面透镜，用于对所述接收镜头投射的目标物体反射的光进行预调节。

在其中一个实施例中，所述控制器包括：

调制模块，所述调制模块与所述空间光调制器电连接，用于输出所述调制信号；

计算模块，所述计算模块分别与所述调制模块和所述探测器电连接，用于根据所述调制模块输出的调制信号和所述探测器生成的电信号获得所述目标物体的像。

另一方面，本申请还提供了一种成像装置，包括：

上述光感知装置；

光源，用于提供照明光；

发射镜头，用于将所述照明光投射在目标物体上。

本申请提供了一种关联成像方法，包括：

发送调制信号至空间光调制器，所述调制信号用于驱动所述空间光调制器的局部区域工作，以对经光调节机构预调节后的光进行光场调制；其中，所述局部区域的选定取决于所述光调节机构的预调节；

获取探测器输出的电信号，所述电信号由所述探测器将探测的所述空间光调制器调制后的光进行光电转换生成；

根据所述调制信号和所述电信号获得目标物体的像。

在其中一个实施例中，所述空间光调制器为数字微镜器件，所述发送调制信号至空间光调制器的步骤包括：

发送调制信号至数字微镜器件的驱动模组，所述调制信号用于指示所述驱动模组驱动所述数字微镜器件b行微镜的开关状态，并以每行中的N个微镜为一组进行驱动，组内的各微镜在同一时刻下的状态相同；

其中，所述数字微镜器件包括Y行微镜，且每行包括X微镜；所述数字微镜器件调制的目标分辨率为a×b，b＜Y，a＝X/N。

附图说明

图1为一个实施例中光感知装置的结构示意图；

图2为另一个实施例中光感知装置的结构示意图；

图3为一个实施例中成像装置的结构示意图；

图4为一个实施例中关联成像方法的流程示意图；

图5为一个实施例中关联成像装置的结构示意图；

图6为一个实施例中计算机设备的内部结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例提供了一种光感知装置，如图1所示，包括：光调节机构10，用于对目标物体反射的光进行预调节；空间光调制器20，用于根据接收的调制信号对经光调节机构调节后的光进行光场调制；其中，调制信号用于驱动空间光调制器的局部区域工作，局部区域的选定取决于光调节机构的预调节；探测器30，用于探测经空间光调制器调制的光，并进行光电转换得到电信号；控制器40，控制器40分别与探测器30和空间光调制器20电连接，用于输出调制信号至空间光调制器20，还用于根据调制信号和电信号获得目标物体的像。

其中，光调节机构10是指可以实现光调节的机构，例如，可以包括多个镜头组成的镜头组、光子晶体和/或超材料等。其中，空间光调制器20由多个空间光调制单元组成，根据调制信号，每个空间光调制单元可以独立调制光场的某个参量，例如通过调制光场的振幅，通过折射率调制相位，通过偏振面的旋转调制偏振态，或是实现非相干——相干光的转换，从而将一定的信息写入光波中，达到光场调制目的。探测器30是指能够将探测光信号并转换成电信号的光电探测器，可以根据入射的光强度而输出相应强度的电流、电压或数字信号。根据待处理光信号的波长，探测器可以以硅、锗、铟镓砷、硒化镉等为探测材料。具体的，探测器可以选用但不限定于单像素探测器，也可以为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)或者MPPC(multi-pixel photon counter，硅光电倍增管)等，单像素探测器是以硅为探测材料的粒子径迹探测器，具有单像素的半导体探测器，用以在粒子通过该单像素时输出数据，例如，将接收到的经数字微镜器件调制的光转换为电信号。单像素探测器为只能探测光强、不能分辨空间信息的探测器的统称。常用的有光电二极管、光电倍增管、雪崩光电二极管等。需要说明的是，此处举例不对本申请方案实际保护范围造成限定。局部区域的选定取决于光调节机构的预调节是指利用光调节机构的预调节对空间光调制器20的局部区域的像进行不同比例的缩放，使空间光调制器20调制后的光所成的像与目标物体的反射光所成的像呈等比例缩放关系，两个像的比例可以是1:1。

具体的，针对传统技术中光感知调制速度慢的问题，本申请实施例提供的光感知装置，由光调节机构10对接收光进行预调节，该空间光调制器20根据从控制器40接收到的调制信号控制其部分区域参与光场调制，调制后的光所成的像与光调节机构10接收的光所成的像呈等比例缩放关系，探测器30探测空间光调制器20调制后的光并输出电信号，控制器40根据该电信号和该调制信号计算得到目标物体的像。在保证光信息的完整性前提下，控制器40输出的调制信号，只需要驱动空间光调制器20上的部分区域进行调制工作即可实现高品质成像，提高了空间光调制器20的调制频率，进一步提高成像速度。

在其中一个实施例中，空间光调制器20为数字微镜器件、声光偏转晶体、液晶空间光调制器或超材料。空间光调制器20可以是数字微镜器件、声光偏转晶体(AOD，AcoustoOptical Deflectors)、液晶空间光调制器或超材料等器件。当空间光调制器40为数字微镜器件时，空间光调制器20可以通过驱动其上的微镜开启或关闭来实现光调制。当空间光调制器20为声光偏转晶体时，可以通过改变所加信号，使折射率随外界所加信号而改变，实现光调制。当空间光调制器20为超材料(可以是光操纵超材料)时，超材料的纳米结构能够以特定的方式对光线进行散射，可以通过调整超材料表面的吸收特性，实现光调制。所述调制信号是用于控制所述空间光调制器20在空间折射率的变化，调制信号可以是伪随机信号等，控制器40根据电信号和调制信号成像的实现可以根据现有的关联成像算法或压缩感知算法等成像。

在其中一个实施例中，空间光调制器20为逐行驱动模式的空间光调制器20，调制信号用于驱动空间光调制器20的目标行工作，以对经光调节机构10处理后的光进行调制，目标行的选定取决于光调节机构10的预调节。

需要说明的是，逐行驱动模式中行可以指加载给调制信号传输的方向。应当理解，选定的行方向若为与调制信号传输的方向所垂直的方向时，逐列驱动模式也含括在上述逐行驱动模式中。

在其中一个实施例中，空间光调制器20为数字微镜器件，数字微镜器件包括驱动模组和多行微镜；

驱动模组与控制器电连接，且驱动模组用于根据调制信号驱动目标行的微镜的开关状态，以对经光调节机构10压缩后的光进行缩放调制，目标行的微镜选定取决于光调节机构10的预调节。

数字微镜器件(DMD，digital micro-mirror device)是一种由多个微米尺寸的铝镜阵列组成的空间光调制器20，每一个微镜都只具有两个状态——开态和关态(即绕其对角线旋转+12°和-12°)，可以对光进行特定的振幅调制。在进行光调制过程中，常通过输出随机编码矩阵(调制信号)至DMD，以行驱动的形式DMD中的微镜翻转。空间光调制器20的调制速度成为制约关联成像帧率的主要因素。

针对这类驱动模式的空间光调制器20调制速度慢的问题，本申请实施例提供的光感知装置，先利用光调节机构10对接收光进行预调节，然后控制器40发送调制信号给空间光调制器20，驱动空间光调制器20的目标行的镜片翻转，对经光调节机构10处理后的光进行光场调制，无需对全部行进行驱动，可以提高调制速度，从而提高成像速度。且由于采用光调节机构10对空间光调制器20的阵面所成的像进行缩放拉伸，保证了成像效果，得到1：1尺寸的DMD的像。需要说明的是，所有采用行驱动模式或列驱动模式的空间光调制器20均属于本申请所保护的对象，例如，逐行驱动超材料表面变化超材料调制器等。

本申请实施例提供的光感知装置，通过利用光调节机构10对目标物体的反射光进行调节，控制器40只需控制部分行的微镜的翻转状态，即可实保证光信息的完整性和分辨率要求，由于只需控制部分行的微镜翻转，所以提高了调制速度和成效帧率。

在其中一个实施例中，数字微镜器件包括Y行微镜，且每行包括X个微镜，驱动模组用于驱动各微镜翻转，使各微镜处于开状态或关状态，以对经光调节机构压缩的光进行调制；数字微镜器件调制的目标分辨率为a×b，其中，b＜Y，a＝X/N；

所述调制信号用于指示所述驱动模组驱动b行微镜的开关状态，其中，以每行中的N个微镜为一组进行驱动，组内的各微镜在同一时刻下的状态相同。

驱动模组以逐行驱动的模式驱动各微镜机械翻转的实现过程可参照上述实施例中的描述，在此不做赘述。其中驱动模组逐行驱动各微镜翻转的驱动实现过程，可以参照德州仪器公司的DMD的产品和使用手册中的工作原理描述。控制器40是指具有一定的调制信号生成和数据处理能力的装置，可以是多个芯片或器件组合成的装置。驱动模组接收到调制信号后，地址电极加载电压，使得微镜与地址电极一侧产生一个静电吸引，铰链结构允许微镜在静电吸引作用下倾斜，直到与具有相同电压的着路点电极接触，接触后，微镜以急电方式锁定在位置上，实现微镜翻转，使微镜处于开状态或关状态，调制信号通过驱动模组驱动微镜的翻转，可以实现光场调制。数字微镜器件调制的目标分辨率可以是64×64、128×128、480×272等，具体参数可根据用户需要而定。

其中，本申请实施例提供的光感知装置可以是对光源50照射目标物体w后形成的光进行调制。目标物体w的光可以是光源50照射目标物体w产生的反射光。本申请实施例提供的光感知装置，通过光调节机构10对目标物体的反射光进行预调节，预调节后的光照射在数字微镜器件上，所以控制器40发出的调制信号只需驱动部分行微镜翻转来调制经光调节机构10调节的光，根据预调节和目标行的关系以及需要的独立变化的调制像素，即数字微镜器件的分辨率，驱动b行微镜翻转，且将每行中以N个微镜为一组进行控制，其中，N＝X/a，获得1:1的DMD的像，保证调制后的光所对应的像不变形，且由于只需要驱动部分微镜的翻转，大大提高了数字微镜器件的调制频率，从而提高了鬼成像的成像帧率。

在其中一个实施例中，所述光调节机构10包括：

接收镜头11，用于接收所述目标物体w反射的光；

柱面透镜12，用于对所述接收镜头11投射的目标物体w反射的光进行预调节。

其中，接收镜头11和柱面透镜12的相应设置规则以满足成像条件为准，经过接收镜头11的光在接收镜头11的共轭面e上成像。接收镜头11可以是单个透镜、胶合透镜或包括多个镜头的镜头组。具体的，光经目标物体w反射，反射光由接收镜头11接收，并在其共轭面e上成像，如图2所示，目标物体的像经柱面透镜12调节后在单方向上进行压缩，并在数字微镜器件上成像，获得N：1的物像，数字微镜器件只需开b行微镜，即使用X×b个微镜，其中，驱动模组在接收到调制信号后以每行N(N＝X/a)个微镜作为一个整体的调制单元进行控制，调制后的光对应a×b个独立变化的调制像素信息，相当于在第二方向上将物体的像压缩了N倍，经数字微镜器件调制后的光所对应的像与目标物体反射的光所对应的像为1:1等比例缩放关系，在保证数字微镜器件调制像素的同时，由于只需驱动部分行微镜，所以大大提高数字微镜器件的调制频率，从而提高了关联成像装置的成像帧率。柱面透镜12的选型可以根据数字微镜器件的型号、调制信号等决定。

在其中一个实施例中，柱面透镜12为平凸柱面透镜。

在其中一个实施例中，控制器40包括：调制模块41，所述调制模块41与所述空间光调制器20电连接，用于输出所述调制信号；计算模块42，所述计算模块42分别与所述调制模块41和所述探测器30电连接，用于根据所述调制模块41输出的调制信号和所述探测器30生成的电信号获得所述目标物体w的像。

其中，调制模块41主是指能够生成调制信号的装置，例如可以是脉冲发生器，伪随机信号发生器等。计算模块42是指能够根据调制信号和电信号计算得到物体w的像的装置，可以是一些芯片器件组成的装置。具体的，调制模块41输出调制信号至驱动模组，驱动模组只驱动b行微镜的机械翻转，驱动模组在进行逐行驱动时，以每行中的N个微镜作为一组进行翻转，组内的各微镜在同一时刻下状态相同，其中N＝X/a，数字微镜器件调制像素为a×b，满足计算模块42的计算需求，然后探测器30接收经数字微镜器件调制的光，并将该光转换为电信号输出至计算模块42，最后，由计算模块42根据调制信号和电信号获得目标物体w的像。由于只需要对b行微镜的开关状态进行控制，所以完成光调制的时间大大缩短，进一步提高了关联成像的成像帧率。类似于上述实施例中所述，若定义数字微镜器件调制信号传输的方向为列，则数字微镜器件采用逐列驱动的工作模式，实现步骤一致。

在其中一个实施例中，调制信号可以是伪随机矩阵信号或者其他编码信号。

为了更好的说明本申请实施例的实现过程，以数字微镜器件有768行微镜，每行设置有1024个微镜为例进行举例说明，但此处举例并不对本申请实际保护范围造成限定。单个微镜尺寸可以为13.7μm，根据成像需要，可以设定灰度级为1bit，则数字微镜器件的全阵面1024×768翻转时频率为22.727kHz，由于在DMD接收光之前对目标物体的光所成的像进行列方向上的压缩，仅使用数字微镜器件中的一部分微镜，即只需1024×200的部分阵面翻转，频率为47.9kHz，显然DMD的光调制频率加快了，从而提高了关联成像装置的成像帧率。

为更好的说明本申请的方案，给出一个具体实施例，以德国仪器公司型号为V-7001的DMD为例进行说明，但需要声明的是，该例子不对本申请实施例中数字微镜器件的选型造成限定。V-7001型号的DMD的分辨率为1024×768，单像素尺寸为13.7μm。当设定灰度级为1bit，采用传统DMD调制方式，即进行DMD全阵面(1024×768)翻转控制时，DMD的翻转的频率为22.727kHz。但若数字微镜器件调制的目标分辨率为64×64(需要64×64独立变化的调制像素)时。目标物体w的光被接收镜头收集后，在共轭面e上成像(所成像如图2和图3中的x1所示)。目标物体w的像由柱面透镜12进行压缩成像，成像到DMD上(如图2和图3中的x2所示)，获得16:1尺寸的物体像(即物体的像在列方向上压缩16倍，N＝16)，DMD只需开64行微镜来实现光调制，即使用1024×64个像素，此时DMD调制频率约为50kHz，显然高于全阵面调制时的调制频率。其中，驱动模组进行行驱动时，将每16×1个微镜作为一个调制单元进行控制，即有64×64个独立变化的调制单元，通过DMD的高速翻转完成对目标的调制，调制后的光所成像的像素为64×64，DMD调制后的光被没有空间分辨能力的探测器30进行探测并转换为电信号，最后由计算模块42将接收的该电信号与调制模块41发出的调制信号进行计算，得到目标物体w的像。

一种成像装置，包括上述光感知装置；光源50，用于提供照明光；发射镜头60，发射镜头60用于将所述照明光投射在目标物体上。

其中，发射镜头60可以用于将光源50发出的光照射在目标物体w上，形成反射光投射在光调节机构10。

可以根据应用场景的需要，使光源50发射不同类型的光，例如，在医疗诊断方面，可以使光源50发射X光射线，然后实现在较小量X光线辐射下的医学影像成像，减小对人体的放射影响。还可以使光源50发射激光，则光感知装置即变为一具有物体成像和距离探测等功能的激光雷达产品。另外还可以使光源50发射自然光或单色光，通过发射镜头60照射物体w，得到物体w的像。基于关联成像原理，在大雾、大雪等恶劣天气，也可以保证成像质量，本申请实施例提供的光感知装置可以应用在医疗、军事、汽车驾驶等领域。

本申请实施例还提供了一种主动照明后调制关联成像方法，如图4所示，包括：

S20：发送调制信号至空间光调制器20，调制信号用于驱动空间光调制器20的局部区域工作，以对经光调节机构10预调节后的光进行光场调制，其中，所述局部区域的选定取决于所述光调节机构的预调节；

S40：获取探测器30输出的电信号，所述电信号由所述探测器30将探测的所述空间光调制器20调制后的光进行光电转换生成；

S60：根据调制信号和电信号获得目标物体的像。

其中，光调节机构10等名词释义与上述光感知装置和成像装置实施例中的释义相同，在此不做赘述。采用本关联成像方法，配合光调节机构10的设置方式，可以提高对空间光调制器20的调控速度，从而提高成像速度。

在其中一个实施例中，空间光调制器20为数字微镜器件，发送调制信号至空间光调制器20的步骤S20包括：

发送调制信号至数字微镜器件的驱动模组，所述调制信号用于指示所述驱动模组驱动所述数字微镜器件b行微镜的开关状态，并以每行中的N个微镜为一组进行驱动，组内的各微镜在同一时刻下的状态相同；

其中，所述数字微镜器件包括Y行微镜，且每行包括X微镜；所述数字微镜器件调制的目标分辨率为a×b，b＜Y，a＝X/N。

数字微镜器件等名词释义与上述实施例中相同，在此不做赘述。本申请实施例提供的主动照明后调制关联成像方法，通过发特定的调制信号，驱动数字微镜器件全阵面上部分微镜的翻转，例如，若数字微镜器件以行翻转驱动模式工作，该调制信号可以驱动b行微镜的机械翻转，且驱动每行微镜翻转时，以X/a个微镜为一组，使调制后的光满足调制像素a×b的要求，而且X/a＝N，所以数字微镜器件调制后的光与数字微镜器件接收到的光相比，两者所成的像在单方向上压缩N倍，而数字微镜器件接收到的经光调节机构10预调节的光与物体的光相比在与单方向垂直的方向上压缩了N倍，所以经数字微镜器件调制后的光对应的像与物体的像为1:1关系。单像素探测器30探测数字微镜器件调制的光，并将该光转换为电信号，并根据该电信号和调制信号生成目标物体的像。由于只需驱动部分行的微镜翻转，提高了数字微镜器件的调制速度，从而提高了成像速度。

本申请实施例还提供了一种关联成像装置，如图5所示，包括：

调制信号发送单元1，发送调制信号至空间光调制器20，调制信号用于驱动空间光调制器20的局部区域工作，以对经光调节机构10预调节后的光进行光场调制，其中，所述局部区域的选定取决于所述光调节机构的预调节；

电信号获取单元2，获取探测器30输出的电信号，所述电信号由所述探测器30将探测的所述空间光调制器20调制后的光进行光电转换生成；

成像单元3，根据调制信号和电信号获得目标物体的像。

其中，关于主动照明后调制关联成像装置的具体限定可以参见上文中对于主动照明后调制关联成像方法的限定，在此不再赘述。上述主动照明后调制关联成像装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种主动照明后调制关联成像方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

S20：发送调制信号至空间光调制器20，调制信号用于驱动空间光调制器20的局部区域工作，以对经光调节机构10预调节后的光进行光场调制，其中，所述局部区域的选定取决于所述光调节机构的预调节；

S40：获取探测器30输出的电信号，所述电信号由所述探测器30将探测的所述空间光调制器20调制后的光进行光电转换生成；

S60：根据调制信号和电信号获得目标物体的像。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

S20：发送调制信号至空间光调制器20，调制信号用于驱动空间光调制器20的局部区域工作，以对经光调节机构10预调节后的光进行光场调制，其中，所述局部区域的选定取决于所述光调节机构的预调节；

S40：获取探测器30输出的电信号，所述电信号由所述探测器30将探测的所述空间光调制器20调制后的光进行光电转换生成；

S60：根据调制信号和电信号获得目标物体的像。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进第二方向任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进第二方向描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光感知装置，其特征在于，包括：

光调节机构，用于对目标物体反射的光进行预调节；

空间光调制器，用于根据接收的调制信号对经所述光调节机构调节后的光进行光场调制；其中，所述调制信号用于驱动所述空间光调制器的局部区域工作，所述局部区域的选定取决于所述光调节机构的预调节；所述预调节是指将所述目标物体的像在单方向上压缩，并在所述空间光调制器上成像；

探测器，用于探测经所述空间光调制器调制的光，并进行光电转换得到电信号；

控制器，所述控制器分别与所述探测器和所述空间光调制器电连接，用于输出所述调制信号至所述空间光调制器，还用于根据所述调制信号和所述电信号获得所述目标物体的像。

2.根据权利要求1所述的光感知装置，其特征在于，所述空间光调制器为数字微镜器件、声光偏转晶体、液晶空间光调制器或超材料。

3.根据权利要求1所述的光感知装置，其特征在于，所述空间光调制器为逐行驱动模式的空间光调制器，所述调制信号用于驱动所述空间光调制器的目标行工作，以对经所述光调节机构处理后的光进行调制，所述目标行的选定取决于所述光调节机构的预调节。

4.根据权利要求3所述的光感知装置，其特征在于，所述空间光调制器为数字微镜器件，所述数字微镜器件包括驱动模组和多行微镜；

所述驱动模组与所述控制器电连接，且所述驱动模组用于根据所述调制信号驱动目标行的微镜的开关状态，以对经所述光调节机构压缩后的光进行光场调制，所述目标行的微镜选定取决于所述光调节机构的预调节。

5.根据权利要求4所述的光感知装置，其特征在于，所述数字微镜器件包括Y行微镜，且每行包括X个微镜，所述驱动模组用于驱动各所述微镜翻转，使各所述微镜处于开状态或关状态，以对经所述光调节机构压缩的光进行调制；所述数字微镜器件调制的目标分辨率为a×b，其中，b＜Y，a＝X/N；

所述调制信号用于指示所述驱动模组驱动b行微镜的开关状态，其中，以每行中的N个微镜为一组进行驱动，组内的各微镜在同一时刻下的状态相同。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的光感知装置，其特征在于，所述光调节机构包括：

接收镜头，用于接收所述目标物体反射的光；

柱面透镜，用于对所述接收镜头投射的目标物体反射的光进行预调节。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的光感知装置，其特征在于，所述控制器包括：

调制模块，所述调制模块与所述空间光调制器电连接，用于输出所述调制信号；

计算模块，所述计算模块分别与所述调制模块和所述探测器电连接，用于根据所述调制模块输出的调制信号和所述探测器生成的电信号获得所述目标物体的像。

8.一种成像装置，其特征在于，包括：

权利要求1-7中任一项所述的光感知装置；

光源，用于提供照明光；

发射镜头，用于将所述照明光投射在目标物体上。

9.一种关联成像方法，其特征在于，包括：

发送调制信号至空间光调制器，所述调制信号用于驱动所述空间光调制器的局部区域工作，以对经光调节机构预调节后的光进行光场调制；其中，所述局部区域的选定取决于所述光调节机构的预调节；所述预调节是指将目标物体的像在单方向上压缩，并在所述空间光调制器上成像；

获取探测器输出的电信号，所述电信号由所述探测器将探测的所述空间光调制器调制后的光进行光电转换生成；

根据所述调制信号和所述电信号获得目标物体的像。

10.根据权利要求9所述的关联成像方法，其特征在于，所述空间光调制器为数字微镜器件，所述发送调制信号至空间光调制器的步骤包括：

发送调制信号至数字微镜器件的驱动模组，所述调制信号用于指示所述驱动模组驱动所述数字微镜器件b行微镜的开关状态，并以每行中的N个微镜为一组进行驱动，组内的各微镜在同一时刻下的状态相同；

其中，所述数字微镜器件包括Y行微镜，且每行包括X微镜；所述数字微镜器件调制的目标分辨率为a×b，b＜Y，a＝X/N。