1.4.2 单像素成像

单像素成像是近年来被广泛研究的一种新型成像技术。单像素相机在照明端采取结构光照明，在探测端采用单像素光强探测器收集信号。当照明结构发生变化时，相应的物光光强的变化反映出照明结构与物体空间信息之间的关联程度。通过不断变化照明结构并累积关联信息，最终实现对物体的成像。由于单像素相机在探测端只需要光强探测，它对探测器的要求远远低于普通成像中的面阵探测器。如图1-7所示，光源发出的光经过成像物体反射通过透镜会聚到空间光调制器（DMD），被单像素探测获取。然后通过对空间光调制器的图案和单像素探测器的信号进行运算可重构出物体的图像。

该技术仅使用不具备空间分辨能力的单像素探测器来获取目标的空间信息，将成像探测器的像素规模压缩到极限，具有弥补面阵成像技术不足的独特优势。因此在面阵探测器相对不成熟或较昂贵的特殊波段成像中具有巨大的应用价值。经过科学家们近三十年的研究和探索，目前单像素成像技术已取得了巨大突破和显著进步。然而，由于单像素成像独特的成像机制，其成像速度一直受到另一个核心器件：空间光调制器的刷新速度的限制。空间光调制器的刷新速度制约了单像素成像速度。动态场景的单像素成像是该领域研究的重点内容之一。