非视距图像重建方法、装置、系统和计算机可读存储介质.pdf

(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CN113837969A(43)申请公布日2021.12.24(21)申请号202111157828.4(22)申请日2021.09.28(71)申请人宁波未感半导体科技有限公司地址315000浙江省宁波市江北区慈城镇经十路1号2幢1031室(72)发明人顾超颖杨川川陈浩严伟振(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463代理人梁韬(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)G06T7/514(2017.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称非视距图像重建方法、装置、系统和计算机可读存储介质(57)摘要本申请实施例提供一种非视距图像重建方法、装置、系统和计算机可读存储介质，该方法包括：控制激光器发射激光到中继表面，通过传感器阵列接收经由中继表面反射至传感器阵列的光子以得到各像素点处的光子分布数据；利用虚拟光源构建的调制照明相量，从经过预处理的光子分布数据中提取出主要频率分量，以得到主要光子分布数据；根据调制照明相量的主要频率分量和主要光子分布数据计算等效接收相量；对等效接收相量进行反向投影，以重建得到被遮挡的目标物的图像。本申请的技术方案通过基于传感器阵列及相量场重建场景的方式，可以实现无振镜扫描、且快速并行的非视距成像。CN113837969ACN113837969A权利要求书1/2页1.一种非视距图像重建方法，其特征在于，包括：控制激光器发射激光到中继表面，通过传感器阵列接收经由所述中继表面反射至所述传感器阵列的光子，得到所述传感器阵列中各像素点处的光子分布数据，并对所述光子分布数据进行预处理；对基于预设频率的虚拟光源构建的调制照明相量进行频域变换，以提取出主要频率分量，并对经过预处理的光子分布数据进行频域变换，得到频域光子分布数据，从所述频域光子分布数据中提取出与所述主要频率分量的频率成分相同的主要光子分布数据；根据所述主要频率分量和所述主要光子分布数据，计算等效接收相量；对所述等效接收相量中每个频率分量分别进行反向投影处理，得到每个频率分量对应的反向投影数据，并根据所有所述反向投影数据重建被遮挡的目标物的图像。2.根据权利要求1所述的非视距图像重建方法，其特征在于，所述基于预设频率的虚拟光源构建的调制照明相量的获取，包括：根据所述激光器照射在所述中继表面的位置和预设频率的虚拟光源的位置构造一照明相量，并对所述照明相量进行高斯分布包络调制，得到所述预设频率的调制照明相量。3.根据权利要求1所述的非视距图像重建方法，其特征在于，所述对所述等效接收相量中每个频率分量分别进行反向投影处理，包括：将待重建所述目标物所在的三维空间按照设定深度划分为不同平面；将所述不同平面与所述等效接收相量中每个频率分量进行二维卷积处理，得到每个所述频率分量对应的反向投影数据。4.根据权利要求3所述的非视距图像重建方法，其特征在于，所述根据所有所述反向投影数据重建被遮挡的目标物的图像，包括：对所有所述反向投影数据进行傅里叶逆变换，得到时域反向投影数据；计算所述目标物所在的三维空间中的各预设体素点到所述激光器照射在所述中继表面的位置之间的传输时间，并在所述传输时间确定时，对各所述时域反向投影数据进行累加，得到所述预设频率下所述目标物的图像。5.根据权利要求4所述的非视距图像重建方法，其特征在于，还包括：基于不同预设频率的虚拟光源构建多个调制照明相量，对于每个预设频率对应的所述调制照明相量，执行所述频域变换、所述等效接收相量计算及图像重建的步骤，以得到每个预设频率对应的所述目标物的重建图像；对两个不同的预设频率下的所述重建图像中的体素点进行取值对比；若预设频率更高的所述体素点与频率更低的所述体素点之间的绝对差值大于等于预设阈值，则丢弃当前体素点；若所述绝对差值小于所述预设阈值，则保留当前体素点，所述保留的体素点将用于重新构建该目标物的图像。6.根据权利要求1所述的非视距图像重建方法，其特征在于，所述控制激光器发射激光到中继表面，通过传感器阵列接收经由所述中继表面反射至所述传感器阵列的光子，包括：控制激光器按照设定的固有频率发射激光脉冲，以使所述激光脉冲通过所述中继表面反射至被遮挡的目标物上；在发射所述激光脉冲时，同步启动所述传感器阵列的时间仓计数，以记录经由所述中2CN113837969A权利要求书2/2页继表面反射至所述传感器阵列的光子数目及到达时间，所述记录的光子数目及到达时间用于得到各像素点处的光子分布数据；所述光子分布数据的预处理过程，包括：计算所述光子从所述激光器发射到所述中继表面的照射位置的第一时间、以及所述光子从所述中继表面上的接收位置反射到所述传感器阵列的第二时间；利用所述第一时间和所述第二时间对所述光子分布