一种线照明调制多色成像系统

技术特征：
1.一种线照明调制多色成像系统，其特征在于，所述一种线照明调制多色成像系统包括：线照明调制模块，包括m个单色光源和调制光路，每个所述单色光源发出的光束的波长不同；每个所述光束经过所述调制光路形成一个在物镜焦面上聚焦的线光斑，所述线光斑在所述物镜焦面上照明强度在第一方向上呈高斯分布，所述第一方向与所述线光斑的延伸方向垂直，每个所述线光斑的位置参数不同，m个通道的所述线光斑叠加形成m色线照明光，所述m≥2，且为正整数；成像模块，用于采用具有n行像素的多元探测器沿第一方向连续扫描成像，获得至少m张在所述m色线照明光照射下的混合图像，每张所述混合图像对应一行像素，每张所述混合图像包含m个通道的信号，所述n≥m，且为正整数；图像解调模块，用于利用频域解调算法或空域解调算法，从所述混合图像中解调出单色图像，所述单色图像对应一个通道的信号。2.根据权利要求1所述的线照明调制多色成像系统，其特征在于，所述调制光路包括用于将光束整形成线光束的整形光路，用于调节每个线光斑的位置参数的位置调节光路，以及用于将所述线光斑叠加形成m色线照明光的投影光路。3.根据权利要求2所述的线照明调制多色成像系统，其特征在于，所述整形光路包括用于将m个光源合束的第一二向色镜组，以及沿合束后光束传递方向依次设置的第一扩束镜、第二扩束镜和柱透镜，所述第一二向色镜组包括m-1个二向色镜。4.根据权利要求3所述的线照明调制多色成像系统，其特征在于，所述位置调节光路位于所述第二扩束镜和所述柱透镜之间，包括第二二色镜组、第三二色镜组、第一反射镜和第二反射镜，所述第二二色镜组包含m-1个二向色镜，所述第三二色镜组包含m-1个二向色镜，光束每经过所述第二二向色镜组中的一个二向色镜分离出一条光路，分离出的光路经过所述第三二向色镜组中的对应二向色镜进行合束，通过所述第二二色镜组后的剩余光束经由所述第一反射镜、所述第二反射镜进入所述第三二色镜组进行合束。5.根据权利要求4所述的线照明调制多色成像系统，其特征在于，所述位置调节光路还包括设置在所述第三二色镜组和所述柱透镜之间光路上的第三反射镜和第四反射镜。6.根据权利要求2所述的线照明调制多色成像系统，其特征在于，每个所述线光斑的位置参数之间间距大于或等于所述多元探测器单个像素在物空间对应的宽度。7.根据权利要求1所述的线照明调制多色成像系统，其特征在于，成像模块包括：扫描单元，用于采用具有n行像素的多元探测器沿第一方向连续扫描成像，所述n≥m；图像块获取单元，获取按时间顺序所得的一个样本的每帧图像中的第i个像素行的条带图像块；拼接单元，将一个样本的每帧图像中的第i个像素行的条带图像块依次拼接获得第i像素行的混合图像，i∈n。8.根据权利要求1～7任一项所述的线照明调制多色成像系统，其特征在于，图像解调模块用于利用频域解调算法从m张所述混合图像中解调出m张单色图像，每个所述单色图像对应一个通道的信号，具体包括：傅里叶变换单元，用于对m张所述混合图像的原始空间域图像进行傅里叶变换，得到m张混合频域图像；
第一解调单元，用于结合相应像素行的有效光学传递函数作为其解调系数，对m张所述混合频域图像进行线性消元运算，解调出m张单色频域图像，每个所述单色频域图像包含一个通道的信号；傅里叶反变换单元，用于对m张单色频域图像进行傅里叶反变换，得到m张单色图像。9.根据权利要求1～7任一项所述的线照明调制多色成像系统，其特征在于，图像解调模块用于利用空域解调算法从m张所述混合图像中通过平移对齐和线性消元运算，依次消去m-1个非目标通道的信号解调出1张单色图像，所述单色图像对应目标通道的信号。10.根据权利要求9所述的线照明调制多色成像系统，其特征在于，图像解调模块包括：第一循环控制单元，用于将通道计数器k的数值置1，并重复执行第二解调单元，每执行一次控制通道计数器数值加1，直至通道计数器k的数值等于m-1；第二解调单元，用于将图像计数器p的数值置1，并通过以下子模块重复执行直至图像计数器的数值等于m-k；平移子单元，用于将混合图像i
k
平移，使其与混合图像i
k p
中的k通道的信号基本重叠；消元子单元，用于对混合图像i
k
与混合图像i
k p
进行线性消元运算，消除混合图像i
k p
中的k通道的信号，并仍然记为i
k p
；计数子单元，用于图像计数器p的数值加1。

技术总结
本发明公开了一种线照明调制多色成像系统，属于多色成像技术领域，包括：线照明调制模块，包括m个单色光源和调制光路，每个单色光源发出的光束的波长不同；每个光束经过调制光路形成一个在物镜焦面上聚焦的线光斑，线光斑在物镜焦面上照明强度在第一方向上呈高斯分布，每个线光斑的位置参数不同，m个通道的线光斑叠加形成m色线照明光；成像模块，用于采用具有n行像素的多元探测器沿第一方向连续扫描成像，获得至少m张在线照明光照射下的混合图像，每张混合图像对应一行像素，每张混合图像包含m个通道的信号；图像解调模块，用于从混合图像中解调出单色图像，每张单色图像对应一个通道的信号。本发明实现了单个探测器上的同步多色成像。成像。成像。


技术研发人员：袁菁 龚辉 丁章恒 赵江江 骆清铭
受保护的技术使用者：华中科技大学苏州脑空间信息研究院
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/8/20