具体实施方式

本实施方式提出的一种层析成像系统，包括：柱面镜1、光调制盘2、汇聚透镜3和点阵探测器4。

柱面镜1用于将入射的平行光束压缩成一维光信号并透射到光调制盘2上，柱面镜1的出射光位于光调制盘2的中心轴线的同一侧。

所述一维光信号经过光调制盘2后透射到汇聚透镜3上，汇聚透镜3将一维光信号聚焦成光点信号，所述点阵探测器4用于检测光点信号。

本实施方式提出的一种二进制编码盘，包括圆盘21，所述圆盘21上由内向外划分多个圆心均与圆盘21的圆心重合的圆环区域，各圆环区域上均沿圆周方向设有扇形孔22，且所有圆环区域上的扇形孔22在圆盘半径方向上的宽度均相等，圆环区域上所有扇形孔22对应的圆心角度之和作为该圆环区域的光通角度；各圆环区域的光通角度形成公比为2的等比数列。具体的，任一圆环区域上设置的扇形孔22可以是一个也可以是多个。

具体实施时，所述扇形孔22的沿圆周方向的边缘可以是弧线，也可以是波浪线或者折线等。扇形孔22的沿圆周方向的边缘为弧线时，扇形孔22的宽度为扇形孔22的外边缘弧线和内边缘弧线在圆盘21半径方向上的距离；扇形孔22的沿圆周方向的边缘为波浪线或者折线时，扇形孔22的宽度为扇形孔22的外边缘的中心线和内边缘的中心线在圆盘21半径方向上的距离。所述扇形孔22的外边缘为扇形孔22背离圆盘21中心的边缘，所述扇形孔22的内边缘为扇形孔22靠近圆盘21中心的边缘。所述扇形孔22的外边缘的中心线和扇形孔22的内边缘的中心线均为与圆盘21同心的弧线。

通过各圆环区域上的扇形孔22透射到圆盘21另一侧的光线与圆环区域的光通角度相对应，由于各圆环区域的光通角度构成公比为2的等比数列，故而通过圆环区域的编码可实现任意的二进制编码值的编码和解码。

该层析成像系统，采用该二进制编码盘作为光调制盘，光调制盘旋转一周相当对柱面镜1出射的一维光信号进行了二进制编码，使得汇聚透镜3的出射的光点信号的强度值可根据经过光调制盘2的二进制编码后的一维光信号获得，反之，可根据汇聚透镜3出射的光点信号的强度值即点阵探测器的探测值逆推经过光调制盘2进行二进制编码后的一维光信号，即可对点阵探测器的探测值进行二进制解码。

本实施方式中，通过汇聚透镜3的应用，将柱面镜1出射的一维光信号转换为光点信号，点阵探测器4可在静止状态下实现对光点信号的探测，保证了点阵探测器4工作的可靠性。同时，通过光调制盘2对一维光信号进行二进制编码，为点阵探测器4探测到的光点信号的强度值的解码实现了唯一解，从而保证了根据点阵探测器4的探测器还原一维光信号实现目标物A的建模的可靠性。

同时，在目标物A不变的状态下，入射到柱面镜1的受光面上的携带有目标物A信息的物光是恒定不变的，光调制盘2旋转一周实现依次二进制编码，随着光调制盘2旋转周数的增加，光点信号的强度周期性叠加，点阵探测器4的探测值增加，从而提高了探测精度，实现了对物光的积分放大状态下的分析，保证了物光分析和目标物A建模的精确。

本实施方式中，圆环区域上的扇形孔22在圆盘21任意半径方向上的宽度等于该圆环区域的外边缘和内边缘在圆盘21半径方向上的距离。如此，有利于保证扇形孔22的规整，避免扇形孔22的边缘位置对光线的遮挡，进一步保证对一维光信号的二进制编码的可靠性。

具体的，图1、图3、图4、图5给出了多种二进制编码盘的示意图，本领域技术人员应当知道，二进制编码盘的具体实施方式不限于附图所示。

本实施方式中，沿着圆盘21上由内向外的半径方向，各圆环区域的通光角度依次递增或者递减，如图1或图5所示，以保证圆盘上扇形孔22的规律性性分布，方便圆盘21的加工。进一步的，还可设置沿圆盘圆周方向扇形孔22呈梯形分布，如图1所示，或者，所述圆盘21划分为多个面积相等的扇形区域，各扇形区域旋转对称，如图3所示。

本实施方式中，所述圆盘21上还设有标记孔23，标记孔23位于最边缘的圆环区域的外周。标记孔23的设置，可用于统计圆盘21的旋转角度。具体实施时，为了进一步保证圆盘21的旋转角度的精确监控，所述圆盘21上沿圆周方向设有多个均匀分布的标记孔23。

本实施方式中提供的层析成像系统，还包括解码模块，解码模块用于对点阵探测器的探测值进行二进制解码，以获得一维解码光信号，一维解码光信号的格式为：ε₁ε₂ε₃......ε_n，其中，ε_i表示第i个圆环区域的编码值，ε_i等于0或者1,1≤i≤n，n为圆环区域的数量；第i个圆环区域的光通角度记作θ_i，将θ₁、θ₂、θ₃、……、θ_n中的最小值记作θ_min，所述光点信号的编码值记作φ，则：

具体的，解码模块根据上述公式对点阵探测器的探测值进行二进制解码，以获得唯一解。

本实施方式中，所述解码模块的解码方法包括以下步骤：

S1、将圆环区域的光通角度θ_i与最小光通角度θ_min的比值记作圆环区域的参照值。可见，各圆环区域的参照值构成首项为1，公比为2的等比数列。

S2、获得小于或等于所述光点信号的编码值φ的参照值中的最大值作为选择对象，将选择对象对应的编码值置1。

S3、计算所述光点信号的编码值φ与所述选择对象的差值作为分配对象。

S4、将选择对象更新为小于或等于所述分配对象的参照值中的最大值，将选择对象对应的编码值置1。

S5、将所述分配对象更新为所述分配对象与选择对象的差值，然后返回步骤S4，直至分配对象为0。

具体的，编码值置1以外的编码值均置0，即所有未曾作为选择对象的参照值对应的编码值均置0，以完成光点信号的编码值二进制解码。具体实施时，可在步骤S5中，统一将置1以外的编码值均置0。

更进一步的实施方式中，所述解码模块的解码方法包括以下步骤：

S1、将圆环区域的光通角度θ_i与最小光通角度θ_min的比值记作圆环区域的参照值，将各圆环区域的参照值由大到小排序。

S21、根据由大到小的顺序，将第一个参照值与所述编码值φ比较。

S22、该参照值是否小于或等于所述编码值φ。

S23、否，则将该参照值对应的编码值置0；将下一个参照值与所述编码值φ比较，并返回步骤S22。

S24、是，则将该参照值作为选择对象，将选择对象对应的编码值置1，然后执行步骤S3。

S3、计算所述光点信号的编码值φ与所述选择对象的差值作为分配对象。

S41、根据由大到小的顺序，将选择对象之后的参照值与分配对象比较。

S42、该参照值是否小于或等于所述分配对象。

S43、否，则将该参照值对应的编码值置0；将下一个参照值与所述分配对象比较，并返回步骤S42。

S44、是，则该参照值作为选择对象，将选择对象对应的编码值置1，然后执行步骤S51。

S51、是否存在小于选择对象的参照值。

S52、是，则分配对象更新为所述分配对象与选择对象的差值，然后返回步骤S41。

S53、否，则解码完成。

以下，结合一个具体的实施例对上述层析成像系统的工作方式进行解析。本实施例中，目标物A的图像如图8所示，其分辨率矩阵图像理想状态下如下表1所示。

表1：图8所示图像理想状态下的分辨率矩阵

实际探测时，由于光强影响，分辨率矩阵中各像素点的光强只会有变化。例如，假设本实施例中光强较弱，则实际的分辨率矩阵如下表2所示。

表2：图8所示图像实际状态下的分辨率矩阵

可见，本实施例中，如果分辨率阈值设置为0.5，则图8所示图像无法辨认。

为了提高图像的分辨率，可以通过柱面镜1对图像进行任意角度的积分。本实施例中，对图像进行竖直方向上的积分，从而获得如下表3所示的一维分辨率矩阵，即一维光信号。

表3：对表2进行竖直积分后的分辨率矩阵

本实施例中，设置分辨率阈值为0.5，对低于分辨率阈值的光强置0，高于或等于分辨率阈值的光强置1，则表3所示分辨率矩阵转换为表4所示。

表4：对表3进行转换后的分辨率矩阵

本实施例中的层析成像系统采用如图5所示的光调制盘2。本实施例中，圆盘21上将需要加工扇形孔22的区域在半径方向上等分为10个圆环区域，即各加工有扇形孔22的圆环区域在圆盘21的半径方向上宽度相等，且扇形孔22的宽度等于其所在圆环区域的宽度，从而保证不同圆环区域上的扇形孔22的宽度相等。

本实施例中，光调制盘2旋转一周的状态下，点阵探测器4探测到的光点信号的光强值为48，该光强值即为光点信号的编码值。

本实施例中，共有10个设有扇形孔22的圆环区域，根据光通角度又小到大的顺序，该10个圆环区域对应的参照值分别为：1、2⁰、2¹、2²、2³、2⁴、2⁵、2⁶、2⁷、2⁸、2⁹。

2⁵≤48≤2⁶，48-2⁵＝16＝2⁴；

即，本实施例中，光点信号的编码值为φ＝48＝2⁵+2⁴；

即，φ＝48＝0×2⁰+0×2¹+0×2²+0×2³+1×2⁴+1×2⁵+0×2⁶+0×2⁷+0×2⁸+0×2⁹

根据以上公式，可获得二进制解码后的一维光信号的分辨率矩阵为：0000110000；该分辨率矩阵与表4相符合，可见本系统的可行性。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。