一種基于關(guān)聯(lián)成像的探測(cè)方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種移動(dòng)通信領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于移動(dòng)終端的基于關(guān)聯(lián)成像 的探測(cè)方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在濃煙濃霧的惡劣情況，尤其是在火災(zāi)濃煙的極端情況下，人們通過肉眼是無法 看清周圍的情況，無法即時(shí)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，生命財(cái)產(chǎn)安全都受到很大的威脅。而移動(dòng)終端作為人 們出門的必需品，其有必要提供更多的功能來應(yīng)對(duì)人們遇到的各種極端情況。
[0003] 關(guān)聯(lián)成像技術(shù)，也稱"鬼"成像，是一種基于熱廣場(chǎng)或量子廣場(chǎng)的二階關(guān)聯(lián)特性，對(duì) 物體信息在非定域上進(jìn)行重建的一種技術(shù)。根據(jù)廣場(chǎng)統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的不同，關(guān)聯(lián)成像有量子成 像和熱光關(guān)聯(lián)成像之分，但二者實(shí)現(xiàn)的成像結(jié)果是一致的。由于熱光源（例如太陽光）與 我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，研宄方向也趨向于基于熱光源的關(guān)聯(lián)成像技術(shù)。近年來，基于熱光 源的關(guān)聯(lián)成像技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，不同于傳統(tǒng)的透鏡成像或照相機(jī)技術(shù)，熱光源的關(guān)聯(lián) 成像技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，比如，可不用透鏡而成像，并且不受大氣流和其他散射介質(zhì)的影 響，可以在大氣流、云霧遮擋的情況下依然獲得物體清晰的成像，這是傳統(tǒng)經(jīng)典成像無法做 到的。并且，關(guān)聯(lián)成像技術(shù)在國(guó)防、軍事、遙感、通訊、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有重要的潛在應(yīng)用 價(jià)值，是傳統(tǒng)透鏡成像技術(shù)所不可替代的。
[0004] 目前。移動(dòng)終端，例如手機(jī)、平板電腦等等，已經(jīng)漸漸成為了人們隨身攜帶的工具。 并且，現(xiàn)在的移動(dòng)終端，除了具備傳統(tǒng)的通話功能之外，往往還可以完成一些輔助功能，例 如"計(jì)算、視頻、照相等等。但是，目前還沒有將關(guān)聯(lián)成像技術(shù)應(yīng)用到移動(dòng)終端上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于關(guān)聯(lián)成像的探測(cè) 方法和系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中利用移動(dòng)終端通過關(guān)聯(lián)成像技術(shù)進(jìn)行探測(cè)來完成風(fēng)險(xiǎn)規(guī) 避的問題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于關(guān)聯(lián)成像的探測(cè)系統(tǒng)，應(yīng) 用于移動(dòng)終端，包括：閃光燈模塊、空間光調(diào)制模塊、點(diǎn)探測(cè)模塊、距離計(jì)算模塊、光路計(jì)算 模塊和關(guān)聯(lián)計(jì)算模塊；所述閃光燈模塊用于發(fā)射一束自然光；所述空間光調(diào)制模塊用于將 所述自然光調(diào)制成贗熱光，并將發(fā)射向目標(biāo)物體；所述點(diǎn)探測(cè)模塊用于探測(cè)經(jīng)過所述目標(biāo) 物體反射回的所述贗熱光的光場(chǎng)強(qiáng)度S;所述距離計(jì)算模塊用于計(jì)算所述移動(dòng)終端到所述 目標(biāo)物體的間距；所述光路計(jì)算模塊用于模擬所述贗熱光到達(dá)所述目標(biāo)物體的表面時(shí)的光 強(qiáng)分布；所述關(guān)聯(lián)計(jì)算模塊用于根據(jù)所述目標(biāo)物體反射的所述贗熱光的光場(chǎng)強(qiáng)度S和所述 目標(biāo)物體表面的光強(qiáng)分布，通過關(guān)聯(lián)計(jì)算恢復(fù)所述目標(biāo)物體的像。
[0007] 可選地，所述空間光調(diào)制模塊通過不停加載隨機(jī)相位圖片將所述自然光調(diào)制成所 述贗熱光。
[0008] 可選地，所述隨機(jī)相位圖片預(yù)存在所述移動(dòng)終端內(nèi)。
[0009] 可選地，所述光路計(jì)算模塊是根據(jù)所述間距和所述贗熱光的光強(qiáng)分布模擬所述目 標(biāo)物體表面的光強(qiáng)分布：E2(x) =El(x)*F(x);其中，E2表示所述目標(biāo)物體表面的光強(qiáng)分 布；E1表不所述贗熱光的光強(qiáng)分布；F表不菲涅爾衍射積分式；x表不光強(qiáng)表面的坐標(biāo)。
[0010] 可選地，所述關(guān)聯(lián)計(jì)算模塊根據(jù)多次探測(cè)獲得的不同的所述目標(biāo)物體反射的所述 贗熱光的光場(chǎng)強(qiáng)度S和不同的所述目標(biāo)物體表面的光強(qiáng)分布，再通過關(guān)聯(lián)計(jì)算來恢復(fù)所述 目標(biāo)物體的像。
[0011] 一種基于關(guān)聯(lián)成像的探測(cè)方法，應(yīng)用于移動(dòng)終端，包括：步驟S21，發(fā)出一束自然 光；步驟S22,調(diào)制所述自然光為贗熱光，并向目標(biāo)物體發(fā)射；步驟S23,接收經(jīng)過所述目標(biāo) 物體反射回的所述贗熱光，并記錄光場(chǎng)強(qiáng)度S;步驟S24,計(jì)算所述移動(dòng)終端與所述目標(biāo)物 體間的間距；步驟S25,模擬所述贗熱光到達(dá)所述目標(biāo)物體表面的光強(qiáng)分布E2;步驟S26,重 復(fù)上述步驟，多次進(jìn)行探測(cè)，得到不同的光場(chǎng)強(qiáng)度S和不同的所述目標(biāo)物體表面的光強(qiáng)分 布E2,通過關(guān)聯(lián)計(jì)算恢復(fù)所述目標(biāo)物體的像。
[0012] 可選地，所述步驟S22中，所述贗熱光是對(duì)所述自然光不停地加載隨機(jī)相位圖片 進(jìn)行調(diào)制而獲得的：El= ;其中，E1表示所述贗熱光的光強(qiáng)分布，所述E0表示所 述自然光的光強(qiáng)分布；W表不隨機(jī)相位。
[0013] 可選地，所述步驟S25中，所述贗熱光到達(dá)所述目標(biāo)物體表面的光強(qiáng)分布E2是 根據(jù)所述移動(dòng)終端與所述目標(biāo)物體間的間距和所述贗熱光的光強(qiáng)分布獲得的：E2(x)= El(x)*F(x)，其中，F(xiàn)(x)表示菲涅爾衍射積分式；x表示光強(qiáng)表面的坐標(biāo)。
[0014] 可選地，所述步驟S26中所述目標(biāo)物體的像是通過如下關(guān)聯(lián)計(jì)算獲得的：
其中，g表示所述目標(biāo)物體的像，M表示總的探測(cè)次數(shù)；Si表示第i次 探測(cè)獲得的經(jīng)過所述目標(biāo)物體反射回的所述贗熱光的光場(chǎng)強(qiáng)度；E2i表示第i次探測(cè)后模 擬出的所述贗熱光到達(dá)所述目標(biāo)物體表面的光強(qiáng)分布。
[0015] 如上所述，本發(fā)明的基于關(guān)聯(lián)成像的探測(cè)方法和系統(tǒng)，應(yīng)用于移動(dòng)終端，具有以下 有益效果：
[0016] 1)經(jīng)過目標(biāo)物體反射回的贗熱光的光強(qiáng)是直接測(cè)得的，不需要通過計(jì)算來過的， 減小了整個(gè)系統(tǒng)的計(jì)算量；
[0017] 2)贗熱光是利用隨機(jī)相位圖片對(duì)自然光進(jìn)行調(diào)制而獲得，降低了整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜 度，節(jié)約了生產(chǎn)成本；
[0018] 3)可以根據(jù)對(duì)目標(biāo)物體清晰度的要求改變探測(cè)次數(shù)，靈活性較高；
[0019] 4)不受外部環(huán)境的影響，尤其是不受煙霧的影響，抗干擾性能好。
【附圖說明】
[0020] 圖1顯示為本發(fā)明的實(shí)施例公開的一種基于關(guān)聯(lián)成像的探測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2顯示為本發(fā)明的實(shí)施例公開的一種基于關(guān)聯(lián)成像的探測(cè)方法的流程示意圖。
[0022] 元件標(biāo)號(hào)說明
[0023] 100 基于關(guān)聯(lián)成像的探測(cè)系統(tǒng)
[0024] 110 閃光燈模塊
[0025] 120 空間光調(diào)制模塊
[0026] 130 點(diǎn)探測(cè)模塊
[0027] 140 距離計(jì)算模塊
[0028] 150 光路計(jì)算模塊
[0029] 160 關(guān)聯(lián)計(jì)算模塊
[0030] S21 ~S26 步驟
【具體實(shí)施方式】
[0031] 以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí) 施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施 例中的特征可以相互組合。
[0032] 需要說明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu) 想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸 繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也 可能更為復(fù)雜。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 本實(shí)施例公開了一種應(yīng)用于移動(dòng)終端的基于關(guān)聯(lián)成像的探測(cè)系統(tǒng)，所述移動(dòng)終端 包括存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器控制器、一個(gè)或多個(gè)處理器（CPU)、接口電路、RF(射頻）電路、音頻電 路、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、輸入/輸出（I/O)子系統(tǒng)、觸摸顯示屏、其他輸出或控制設(shè)備，以及外部 端口；這些組件通過一條或多條通信總線或信號(hào)線進(jìn)行通信。移動(dòng)終端具體為平板電腦、智 能手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理（PDA)等等，但并不僅限于此，還可能包括其中兩項(xiàng)或多項(xiàng)的組合。 在本實(shí)施例中，為了使用的方便，采用的移動(dòng)終端為手機(jī)。
[0035] 本實(shí)施例的一種基于關(guān)聯(lián)成像的探測(cè)系統(tǒng)100,如圖1所示，包括：閃光燈模塊 110、空間光調(diào)制模塊120、點(diǎn)探測(cè)模塊130、距離計(jì)算模塊140、光路計(jì)算模塊150和關(guān)聯(lián)計(jì) 算模塊160。
[0036] 目前，幾乎所有的手機(jī)都具備照相功能，并且，與之相配的，都帶有閃光燈。該閃光 燈在某些情況下可以作為光源，充當(dāng)手電筒使用。在本實(shí)施例中，基于關(guān)聯(lián)成像的探測(cè)系統(tǒng) 100充分利用手機(jī)的功能，將該閃光燈作為閃光燈模塊110,發(fā)射一束自然光。
[0037] 空間光調(diào)制模塊120用于多閃光燈模塊110發(fā)射的自然光進(jìn)行調(diào)制，將其調(diào)制成 為具有相位隨機(jī)分布特性的贗熱光，并將該贗熱光向目標(biāo)物體發(fā)射。在本實(shí)施例中，空間光 調(diào)制模塊120通過加載隨機(jī)相位圖片來對(duì)自然光進(jìn)行調(diào)制，從而獲得贗熱光。并且，隨機(jī)相 位圖片是預(yù)存在手機(jī)當(dāng)中。
[0038] 在本實(shí)施例中，閃光燈模塊110發(fā)出的自然光的光強(qiáng)分布為E0 ;空間光調(diào)制模塊 120對(duì)自然光通過加載隨機(jī)相位圖片進(jìn)行調(diào)制，從而獲得的贗熱光的光強(qiáng)分布E1為：
[0039]
[0040] 其中，奶表示第i次探測(cè)所加載的隨機(jī)相位圖片的相位。
[0041] 點(diǎn)探測(cè)模塊130用于測(cè)量經(jīng)過目標(biāo)物體反射回的贗熱光的光場(chǎng)強(qiáng)度S。眾所周知， 當(dāng)光照射到一個(gè)物體時(shí)，會(huì)發(fā)送反射、折射、衍射或透射現(xiàn)象，在本實(shí)施例中，僅僅探測(cè)經(jīng)過 目標(biāo)物體反射回的贗熱光的光場(chǎng)強(qiáng)度。目前，對(duì)于光場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量技術(shù)已經(jīng)比較成熟了，類 似的光場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量產(chǎn)品有電荷耦合器件圖像傳感器（CCD)和桶探測(cè)器（BD)等等。
[0042] 距離計(jì)算模塊140用于計(jì)算手機(jī)與目標(biāo)物體之間的間距。距離計(jì)算模塊140可以 采用光學(xué)測(cè)距方法來計(jì)算手機(jī)與目標(biāo)物體之間的間距。其中，光學(xué)測(cè)距方法包括頻閃法或 幾何法。頻閃法是采用按照一定頻率閃爍的光源，比較初射光以及反射回來的光的同步特 征，通過頻閃的周期，按照光速即可解算出距離。而幾何法就是通過相隔一段距離的兩個(gè)測(cè) 量點(diǎn)，通過兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)與標(biāo)點(diǎn)之間的夾角來計(jì)算距離。
[0043] 光路計(jì)算模塊150用于模擬贗熱光到達(dá)目標(biāo)物體的表面時(shí)的光強(qiáng)分布。該光強(qiáng)分 布與手機(jī)與目標(biāo)物體之間的間距和贗熱光的光強(qiáng)分布E1有關(guān)：
[0044] E2 (x) =El(x) *F(x);
[0045] 其中，F(xiàn)(x)表示菲涅爾衍射積分式，x表示光強(qiáng)表面的坐標(biāo)。在光學(xué)里，菲涅爾衍 射指的是光波在近場(chǎng)區(qū)域的衍射，通過菲涅爾衍射積分式可以計(jì)算出光波在近場(chǎng)區(qū)域的傳 播。在本實(shí)施例中，將贗熱光的光強(qiáng)分布與菲涅爾衍射積分式進(jìn)行卷積，從而獲得贗熱光到 達(dá)目標(biāo)物體表面時(shí)的光強(qiáng)分布。
[0046] 關(guān)聯(lián)計(jì)算模塊160用于根據(jù)探測(cè)獲得的贗熱光到達(dá)目標(biāo)物體表面的光強(qiáng)分布和 目標(biāo)物體反射回的贗熱光的