本發(fā)明涉及成像技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種成像裝置及其成像方法。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，在醫(yī)學生物等領(lǐng)域，為了更好的觀測生物的特征和細節(jié)信息，在對生物以及生物所處環(huán)境進行拍攝成像時，所需的像素規(guī)模越來越大，隨著需要觀測的像素規(guī)模增大，為了獲取大規(guī)模像素圖像需要使用大規(guī)模像素的陣列對其進行探測，因此，單由探測器造成的成本將大幅度增加。與此同時，由于像素規(guī)模的上升，在使用探測器進行探測時也會造成存儲困難和數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦щy。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種成像裝置及其成像方法，用以使用小規(guī)模像色探測器獲得大規(guī)模像素圖像，以節(jié)約器件成本，減少數(shù)據(jù)存儲量和傳輸量。

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種成像裝置，包括：透鏡組，探測器，以及和所述探測器電連接的處理器；其中，所述探測器位于所述透鏡組的像方焦平面上；

所述透鏡組，用于對物體的光線進行透射，使所述物體成像于所述透鏡組的像方焦平面上；

所述處理器，用于控制所述探測器在所述透鏡組的像方焦平面上掃描所述物體的頻域圖像，并對掃描到的所述頻域圖像進行處理獲得所述物體的時域圖像。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述裝置中，還包括：與所述探測器連接的驅(qū)動模塊；

所述處理器，具體用于向所述驅(qū)動模塊發(fā)送控制所述探測器在所述透鏡組的像方焦平面上移動的信號；

所述驅(qū)動模塊，用于根據(jù)接收的信號驅(qū)動所述探測器在所述透鏡組的像方焦平面上掃描所述物體的頻域圖像。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述裝置中，還包括：連接在所述探測器和所述處理器之間的濾波器；

所述濾波器，用于對所述探測器掃描到的所述頻域圖像進行濾波處理后發(fā)送至所述處理器。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述裝置中，所述探測器為陣列探測器。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種基于上述任一成像裝置的成像方法，包括：

所述透鏡組對物體的光線進行透射，使所述物體成像于所述透鏡組的像方焦平面上；

所述處理器控制所述探測器在所述透鏡組的像方焦平面上掃描所述物體的頻域圖像；

所述處理器對掃描到的所述頻域圖像進行處理獲得所述物體的時域圖像。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，所述處理器控制所述探測器在所述透鏡組的像方焦平面上掃描所述物體的頻域圖像，包括：

所述處理器向所述驅(qū)動模塊發(fā)送控制信號；

所述驅(qū)動模塊根據(jù)接收的所述控制信號驅(qū)動所述探測器在所述透鏡組的像方焦平面上掃描所述物體的頻域圖像。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，所述處理器向所述驅(qū)動模塊發(fā)送控制信號，包括：

所述處理器向所述驅(qū)動模塊發(fā)送多個帶有區(qū)域標識的掃描控制信號；

所述驅(qū)動模塊根據(jù)所述控制信號驅(qū)動所述探測器在所述透鏡組的像方焦平面上掃描所述物體的頻域圖像，包括：

所述驅(qū)動模塊根據(jù)各所述掃描控制信號分別驅(qū)動所述探測器在各所述區(qū)域標識對應的所述像方焦平面的各區(qū)域內(nèi)掃描所述物體的頻域圖像，獲得各所述區(qū)域標識對應的頻域圖像。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，所述處理器對掃描到的所述頻域圖像進行處理獲得所述物體的時域圖像，包括：

所述處理器對各所述區(qū)域標識對應的頻域圖像進行疊加，并對疊加后的所述頻域圖像進行處理獲得所述物體的時域圖像。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，所述處理器對各所述區(qū)域標識對應的頻域圖像進行疊加，并對疊加后的所述頻域圖像進行處理獲得所述物體的時域圖像，包括：

所述處理器對各所述區(qū)域標識對應的頻域圖像進行疊加，并對疊加后的所述頻域圖像進行反傅里葉變換，獲得所述物體的時域圖像。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，在所述處理器對各所述區(qū)域標識對應的頻域圖像進行疊加之前，還包括：

所述濾波器對所述探測器掃描到的各所述區(qū)域標識對應的頻域圖像進行濾波處理后發(fā)送至所述處理器；

所述處理器對各所述區(qū)域標識對應的頻域圖像進行疊加，包括：

所述處理器對經(jīng)過濾波處理后的各所述區(qū)域標識對應的頻域圖像進行疊加。

本發(fā)明有益效果如下：

本發(fā)明實施例提供的成像裝置及其成像方法，通過透鏡組對物體的光線進行透射，使物體成像于透鏡組的像方焦平面上；處理器控制探測器在透鏡組的像方焦平面上掃描物體的頻域圖像；處理器對掃描到的頻域圖像進行處理獲得物體的時域圖像。由于物體在經(jīng)過透鏡組在其像方焦平面上成像時，其頻域圖像與時域圖像相對應，包含了圖像的全部特征信息。因此，將探測器置于透鏡組的像方焦平面上掃描物體的頻域圖像，使用小規(guī)模像素的探測器即可獲得頻域圖像的特征信息，通過將獲得的頻域圖像中的特征信息進行變換處理即可獲得物體的時域圖像。由此，減少了探測器的像素規(guī)模，節(jié)約了器件成本；而使用小規(guī)模像素的探測器進行圖像掃描，使其探測得到的數(shù)據(jù)也會減少，從而減少數(shù)據(jù)的存儲量和傳輸量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中成像裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖2為本發(fā)明實施例中成像裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖3為本發(fā)明實施例中成像方法的流程圖之一；

圖4為本發(fā)明實施例中成像方法的流程圖之二。

具體實施方式

本發(fā)明實施例提供一種成像裝置及其成像方法，用以使用小規(guī)模像色探測器獲得大規(guī)模像素圖像，以節(jié)約器件成本，減少數(shù)據(jù)存儲量和傳輸量。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

下面結(jié)合附圖詳細介紹本發(fā)明具體實施例提供的成像裝置及其成像方法。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的成像裝置，包括：透鏡組11，探測器12，以及和探測器12電連接的處理器13；其中，探測器12位于透鏡組11的像方焦平面上；

透鏡組11，用于對物體的光線進行透射，使物體成像于透鏡組的像方焦平面上；

處理器13，用于控制探測器12在透鏡組11的像方焦平面上掃描物體的頻域圖像，并對掃描到的頻域圖像進行處理獲得物體的時域圖像。

由于物體在經(jīng)過透鏡組在其像方焦平面上成像時，其頻域圖像與時域圖像相對應，包含了圖像的全部特征信息。因此，將探測器置于透鏡組的像方焦平面上掃描物體的頻域圖像，使用小規(guī)模像素的探測器即可獲得頻域圖像的特征信息，通過將獲得的頻域圖像中的特征信息進行變換處理即可獲得物體的時域圖像。由此，減少了探測器的像素規(guī)模，節(jié)約了器件成本；而使用小規(guī)模像素的探測器進行圖像掃描，使其探測得到的數(shù)據(jù)也會減少，從而減少數(shù)據(jù)的存儲量和傳輸量。

在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述裝置中，如圖2所示，還包括：與探測器12連接的驅(qū)動模塊14；

處理器13，具體用于向驅(qū)動模塊14發(fā)送控制探測器12在透鏡組11的像方焦平面上移動的信號；

驅(qū)動模塊14，用于根據(jù)接收的信號驅(qū)動探測器12在透鏡組11的像方焦平面上掃描物體的頻域圖像。

在具體實施時，處理器13通過驅(qū)動模塊14對探測器進行控制，例如，處理器13可向驅(qū)動模塊發(fā)送使探測器12開啟或關(guān)閉的控制信號，再由驅(qū)動模塊14驅(qū)動探測器12的啟動和關(guān)閉；或者，處理器13可向驅(qū)動模塊發(fā)送使探測器12的移動控制信號，驅(qū)動模塊14根據(jù)該控制信號驅(qū)動探測器12移動到相應位置進行圖像掃描。

在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述裝置中，如圖2所示，還包括：連接在探測器12和處理器13之間的濾波器15；

濾波器15，用于對探測器12掃描到的頻域圖像進行濾波處理后發(fā)送至處理器13。

由于物體的頻域圖像中，中心集中的為低頻信息，對應時域圖像中的輪廓；在中心的周圍為高頻信息，對應時域圖像中的細節(jié)。因此，可根據(jù)時域圖像中所需要觀測的圖像信息，對探測器12掃描到的頻域圖像進行相應的濾波處理。此外，濾波器15還可對掃描到的頻域圖像進行平滑或加強等處理。

在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述裝置中，探測器12為陣列探測器。

由于單個探測器的掃描像素范圍有限，在單個探測器的掃描范圍無法覆蓋頻域圖像所要獲取的圖像區(qū)域時，可采用陣列探測器進行頻域圖像的掃描。在具體實施時，在陣列探測器將掃描的頻域圖像發(fā)送至處理器13后，可由處理器13對其掃描的圖像統(tǒng)一進行整合和后續(xù)處理。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例還提供一種基于上述任一成像裝置的成像方法，如圖3所示，包括如下步驟：

S301、透鏡組對物體的光線進行透射，使物體成像于透鏡組的像方焦平面上；

S302、處理器控制探測器在透鏡組的像方焦平面上掃描物體的頻域圖像；

S303、處理器對掃描到的頻域圖像進行處理獲得物體的時域圖像。

由于頻域圖像與時域圖像相對應，包含了圖像的全部特征信息，將探測器置于透鏡組的像方焦平面上掃描物體的頻域圖像，使用小規(guī)模像素的探測器即可獲得圖像的特征信息，通過將獲得的頻域圖像中的特征信息進行變換處理即可獲得物體的時域圖像。由此，減少了探測器的像素規(guī)模，節(jié)約了器件成本；而使用小規(guī)模像素的探測器進行圖像掃描，使其探測得到的數(shù)據(jù)也會減少，從而減少數(shù)據(jù)的存儲量和傳輸量。

具體地，在上述的步驟S302中，處理器控制探測器在透鏡組的像方焦平面上掃描物體的頻域圖像，具體可以包括：

處理器向驅(qū)動模塊發(fā)送控制信號；

驅(qū)動模塊根據(jù)接收的控制信號驅(qū)動探測器在透鏡組的像方焦平面上掃描物體的頻域圖像。

在具體實施時，處理器通過向驅(qū)動模塊發(fā)送控制信號，以使驅(qū)動模塊驅(qū)動探測器進行開啟、關(guān)閉、掃描和移動等操作。

進一步地，在上述的步驟中，處理器向驅(qū)動模塊發(fā)送控制信號，具體可以包括：

處理器向驅(qū)動模塊發(fā)送多個帶有區(qū)域標識的掃描控制信號；

相應地，驅(qū)動模塊根據(jù)控制信號驅(qū)動探測器在透鏡組的像方焦平面上掃描物體的頻域圖像，具體可以包括：

驅(qū)動模塊根據(jù)各掃描控制信號分別驅(qū)動探測器在各區(qū)域標識對應的像方焦平面的各區(qū)域內(nèi)掃描物體的頻域圖像，獲得各區(qū)域標識對應的頻域圖像。

在具體實施時，物體的頻域圖像的中心部分為低頻信息，周圍部分為高頻信息；其中，低頻信息對應時域圖像中的輪廓，高頻信息對應時域圖像中的細節(jié)，因此，在對頻域圖像進行掃描時，可將全部的頻域圖像劃分區(qū)域，并分別對應一區(qū)域標識，處理器在發(fā)送掃描控制信號至驅(qū)動模塊時，其發(fā)送的掃描控制信號中攜帶上述區(qū)域標識；驅(qū)動模塊可根據(jù)接收的掃描控制信號中的區(qū)域標識，分別驅(qū)動探測器對相應的部分頻域圖像進行掃描。而根據(jù)實際所需要觀測的時域圖像，對應于頻域圖像中的頻率，可靈活調(diào)整頻域圖像的掃描區(qū)域，無需對全部頻域圖像進行掃描，從而減少了掃描過程中的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理。

進一步地，在上述的步驟S303中，處理器對掃描到的頻域圖像進行處理獲得物體的時域圖像，具體可以包括：

處理器對各區(qū)域標識對應的頻域圖像進行疊加，并對疊加后的頻域圖像進行處理獲得物體的時域圖像。

由上述的掃描過程可知，由于探測器對區(qū)域標識對應的部分頻域圖像進行掃描后，會在需要進行觀測的區(qū)域進行多次掃描的情況，而在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，在頻域空間中掃描的為多個離散的點，因此，需要對探測器掃描的頻域空間中的離散點進行疊加處理，并在未掃描的頻點處補充數(shù)據(jù)，通常情況下在未被掃描的頻點處的數(shù)據(jù)為0。在經(jīng)過圖像疊加之后，將疊加后的頻域圖像進行恢復處理即可獲得物體的時域圖像。

具體地，在上述的步驟中，處理器對各區(qū)域標識對應的頻域圖像進行疊加，并對疊加后的頻域圖像進行處理獲得物體的時域圖像，具體可以包括：

處理器對各區(qū)域標識對應的頻域圖像進行疊加，并對疊加后的頻域圖像進行反傅里葉變換，獲得物體的時域圖像。

應該說明的是，透鏡在其物方焦平面和像方焦平面內(nèi)的光聲場振幅互為傅里葉變換，即在物體的反射光或物體所發(fā)射的光經(jīng)過透鏡組后，其時域圖像的灰度分布函數(shù)變換為頻域圖像的頻率分布函數(shù)。因此，在確定了頻域圖像后，對其進行反傅里葉變換可獲得物體的頻域圖像。在實際應用時，可調(diào)整透鏡組與物體之間的距離，使物體位于透鏡組的物方焦平面上；而在物體未位于透鏡組的物方焦平面時，可在進行反傅里葉變換時對其增加的二次因子進行相應變換亦可獲得物體成你的時域圖像。

進一步地，在本發(fā)明實施例提供的上述方法中，在處理器對各區(qū)域標識對應的頻域圖像進行疊加之前，還包括：

濾波器對探測器掃描到的各區(qū)域標識對應的頻域圖像進行濾波處理后發(fā)送至處理器；

相應地，處理器對各區(qū)域標識對應的頻域圖像進行疊加，具體可以包括：

處理器對經(jīng)過濾波處理后的各區(qū)域標識對應的頻域圖像進行疊加。

在具體實施時，可根據(jù)時域圖像中所需要觀測的圖像信息，對探測器12掃描到的頻域圖像進行相應的濾波處理。此外，濾波器15還可對掃描到的頻域圖像進行平滑或加強等處理。

以下為基于上述任一成像裝置的成像方法的實例，如圖4所示，具體包括如下步驟：

S401、透鏡組對物體的光線進行透射，使物體成像于透鏡組的像方焦平面上；

S402、處理器向驅(qū)動模塊發(fā)送多個帶有區(qū)域標識的掃描控制信號；

S403、驅(qū)動模塊根據(jù)各掃描控制信號分別驅(qū)動探測器在各區(qū)域標識對應的像方焦平面的各區(qū)域內(nèi)掃描物體的頻域圖像，獲得各區(qū)域標識對應的頻域圖像；

S404、濾波器對探測器掃描到的各區(qū)域標識對應的頻域圖像進行濾波處理后發(fā)送至處理器；

S405、處理器對經(jīng)過濾波處理后的各區(qū)域標識對應的頻域圖像進行疊加，并對疊加后的頻域圖像進行反傅里葉變換，獲得物體的時域圖像。

本發(fā)明實施例提供的成像裝置及其成像方法，通過透鏡組對物體的光線進行透射，使物體成像于透鏡組的像方焦平面上；處理器控制探測器在透鏡組的像方焦平面上掃描物體的頻域圖像；處理器對掃描到的頻域圖像進行處理獲得物體的時域圖像。由于物體在經(jīng)過透鏡組在其像方焦平面上成像時，其頻域圖像與時域圖像相對應，包含了圖像的全部特征信息。因此，將探測器置于透鏡組的像方焦平面上掃描物體的頻域圖像，使用小規(guī)模像素的探測器即可獲得頻域圖像的特征信息，通過將獲得的頻域圖像中的特征信息進行變換處理即可獲得物體的時域圖像。由此，減少了探測器的像素規(guī)模，節(jié)約了器件成本；而使用小規(guī)模像素的探測器進行圖像掃描，使其探測得到的數(shù)據(jù)也會減少，從而減少數(shù)據(jù)的存儲量和傳輸量。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。