CN115135246A - 使用具有多个辐射检测器的图像传感器的成像方法 - Google Patents

使用具有多个辐射检测器的图像传感器的成像方法 Download PDF

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Abstract

本文公开了一种方法，所述方法包括：(A)用辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)照射场景，一次一个脉冲，其中M是大于1的整数；(B)对于i＝1,...,M，在辐射脉冲(i)和利用辐射脉冲(i)的辐射期间，使用同一图像传感器逐张捕获场景的局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)，其中Ni，i＝1,...,M都为大于1的整数；(C)对于i＝1,...,M，通过对局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)应用一种或多种超分辨率算法，从局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)生成增强的局部图像(i)；以及(D)拼接增强的局部图像(i)(i＝1,...,M)，从而产生场景的拼接图像。

Description

使用具有多个辐射检测器的图像传感器的成像方法
【背景技术】
辐射检测器是一种测量辐射性质的装置。性质的示例可以包括辐射的强度、相位和偏振的空间分布。辐射可以是已经与物体相互作用的辐射。例如，由辐射检测器测量的辐射可以是已经穿透物体的辐射。辐射可以是电磁辐射，例如红外光、可见光、紫外光、X射线或γ射线。辐射也可以是其它类型，例如α射线和β射线。成像***可以包括具有多个辐射检测器的图像传感器。
【发明内容】
本文公开了一种方法，所述方法包括：用辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)照射场景，一次一个脉冲，其中M是大于1的整数；对于i＝1,...,M，在所述辐射脉冲(i)和利用所述辐射脉冲(i)的辐射期间，使用同一图像传感器逐张捕获所述场景的局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)，其中Ni，i＝1,...,M，都为大于1的整数；对于i＝1,...,M，通过对所述局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)应用一种或多种超分辨率算法，从所述局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)生成增强的局部图像(i)；以及拼接所述增强的局部图像(i)(i＝1,...,M)，从而产生所述场景的拼接图像。
在一方面，所有Ni，i＝1,...,M都是相同的。
在一方面，所有Ni，i＝1,...,M都大于100。
在一方面，对于i＝1,...,M，在所述辐射脉冲(i)期间，所述图像传感器相对于所述场景连续移动。
在一方面，在所述图像传感器捕获所有局部图像(i,j)(i＝1,...,M，并且j＝1,...,Ni)的时间段期间，所述图像传感器相对于所述场景连续移动。
在一方面，在所述时间段期间，所述图像传感器相对于所述场景的所述移动以恒定速度进行。
在一方面，所述方法还包括：布置掩模，使得对于i＝1,...,M，在所述辐射脉冲(i)期间，(A)所述辐射脉冲(i)中的瞄准所述场景但未瞄准所述图像传感器的有效区域的辐射被所述掩模阻止而不到达所述场景，并且(B)所述辐射脉冲(i)中的瞄准所述场景且也瞄准所述图像传感器的所述有效区域的辐射被所述掩模允许穿过所述掩模而到达所述场景。
在一方面，在每个所述辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)期间，所述图像传感器移动小于在所述图像传感器的所述移动的方向上测量的所述图像传感器的感测元件的宽度的距离。
在一方面，在每个所述辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)期间，所述图像传感器移动小于所述宽度的一半的距离。
在一方面，所述图像传感器包括多个辐射检测器。
本文公开了一种成像***，所述成像***包括：辐射源，所述辐射源被配置为用辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)照射场景，一次一个脉冲，其中M是大于1的整数；以及图像传感器，所述图像传感器被配置为对于i＝1,...,M，在所述辐射脉冲(i)和利用所述辐射脉冲(i)的辐射期间，逐张捕获所述场景的局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)，其中Ni，i＝1,...,M都为大于1的整数，其中所述图像传感器被配置为对于i＝1,...,M，通过对所述局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)应用一种或多种超分辨率算法，从所述局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)生成增强的局部图像(i)，并且其中所述图像传感器被配置为拼接所述增强的局部图像(i)(i＝1,...,M)，从而产生所述场景的拼接图像。
在一方面，所有Ni，i＝1,...,M都是相同的。
在一方面，所有Ni，i＝1,...,M都大于100。
在一方面，对于i＝1,...,M，在所述辐射脉冲(i)期间，所述图像传感器被配置为相对于所述场景连续移动。
在一方面，在所述图像传感器捕获所有局部图像(i,j)(i＝1,...,M，并且j＝1,...,Ni)的时间段期间，所述图像传感器被配置为相对于所述场景连续移动。
在一方面，在所述时间段期间，所述图像传感器相对于所述场景的所述移动以恒定速度进行。
在一方面，所述成像***还包括掩模，所述掩模被布置为使得对于i＝1,...,M，在所述辐射脉冲(i)期间，(A)所述辐射脉冲(i)中的瞄准所述场景但未瞄准所述图像传感器的有效区域的辐射被所述掩模阻止而不到达所述场景，并且(B)所述辐射脉冲(i)中的瞄准所述场景且也瞄准所述图像传感器的所述有效区域的辐射被所述掩模允许穿过所述掩模而到达所述场景。
在一方面，在每个所述辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)期间，所述图像传感器被配置为移动小于在所述图像传感器的所述移动的方向上测量的所述图像传感器的感测元件的宽度的距离。
在一方面，在每个所述辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)期间，所述图像传感器被配置为移动小于所述宽度的一半的距离。
在一方面，所述图像传感器包括多个辐射检测器。
【附图说明】
图1示意性地示出了根据实施例的辐射检测器。
图2A示意性地示出了根据实施例的辐射检测器的简化剖视图。
图2B示意性地示出了根据实施例的辐射检测器的详细剖视图。
图2C示意性地示出了根据可替换实施例的辐射检测器的详细剖视图。
图3示意性地示出了根据实施例的包括辐射检测器和印刷电路板(PCB)的封装的俯视图。
图4示意性地示出了根据实施例的包括安装到***PCB(印刷电路板)的多个图3的封装的图像传感器的剖视图。
图5A至图5G示出了根据实施例的图像传感器进行成像会话。
图6示出了总结和概括图5A至图5G中描述的成像会话的流程图。
图7示出了根据实施例的与图5A至图5G的图像传感器一起使用的掩模。
【具体实施方式】
辐射检测器
作为示例，图1示意性地示出了辐射检测器100。辐射检测器100可以包括像素150(也称为感测元件150)阵列。该阵列可以是矩形阵列(如图1所示)、蜂窝阵列、六边形阵列或任何其它合适的阵列。图1的示例中的像素150阵列有4行7列；然而，通常，像素150阵列可以具有任意数量的行和任意数量的列。
每个像素150可以被配置为检测从辐射源(未示出)入射在其上的辐射并且可以被配置为测量辐射的特性(例如，粒子的能量、波长和频率)。辐射可以包括粒子，例如光子和亚原子粒子。每个像素150可以被配置为在一段时间内对入射在其上的能量落在多个能量区间中的辐射粒子的数量进行计数。所有像素150可以被配置为在同一段时间内对多个能量区间内的入射在其上的辐射粒子的数量进行计数。当入射辐射粒子具有相似能量时，像素150可以简单地被配置为在一段时间内对入射在其上的辐射粒子的数量进行计数，而不测量各个辐射粒子的能量。
每个像素150可以具有其自己的模数转换器(ADC)，其被配置为将表示入射辐射粒子的能量的模拟信号数字化为数字信号，或者将表示多个入射辐射粒子的总能量的模拟信号数字化成数字信号。像素150可以被配置为并行操作。例如，当一个像素150测量入射辐射粒子时，另一个像素150可以正在等待辐射粒子到达。像素150可以不必是可单独寻址的。
这里描述的辐射检测器100可以应用于例如X射线望远镜、X射线***照相、工业X射线缺陷检测、X射线显微镜或微射线照相、X射线铸造检查、X射线无损测试、X射线焊缝检查、X射线数字减影血管造影等。使用该辐射检测器100代替照相底板、照相胶片、PSP板、X射线图像增强器、闪烁体或其它半导体X射线检测器也可能是合适的。
图2A示意性地示出了根据实施例的图1的辐射检测器沿着线2A-2A的简化剖视图。更具体地，辐射检测器100可以包括辐射吸收层110和用于处理或分析入射辐射在辐射吸收层110中产生的电信号的电子器件层120(例如，ASIC或专用集成电路)。辐射检测器100可以包括或不包括闪烁体(未示出)。辐射吸收层110可以包含半导体材料，例如硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或其组合。该半导体材料可以对关注的辐射具有高质量衰减系数。
图2B示意性地示出了作为示例的图1的辐射检测器沿着线2A-2A的详细剖视图。更具体地，辐射吸收层110可以包括由第一掺杂区111，第二掺杂区113的一个或多个离散区114形成的一个或多个二极管(例如，p-i-n或p-n)。第二掺杂区113可以通过可选的本征区112与第一掺杂区111分离。离散区114可以通过第一掺杂区111或本征区112彼此分离。第一掺杂区111和第二掺杂区113可以具有相反的掺杂类型(例如，区域111是p型且区域113是n型，或者，区域111是n型且区域113是p型)。在图2B的示例中，第二掺杂区113的每个离散区114与第一掺杂区111和可选的本征区112形成二极管。即，在图2B的示例中，辐射吸收层110具有多个二极管(更具体地，7个二极管对应于图1的阵列中一行的7个像素150，为了简单起见，图2B中仅标记了其中的2个像素150)。多个二极管可以具有作为共用(公共)电极的电极119A。第一掺杂区111还可以具有离散部分。
电子器件层120可以包括适合于处理或解释由入射在辐射吸收层110上的辐射产生的信号的电子***121。电子***121可以包括诸如滤波器网络、放大器、积分器和比较器之类的模拟电路，或者诸如微处理器和存储器之类的数字电路。电子***121可以包括一个或多个ADC(模数转换器)。电子***121可以包括由像素150共用的组件或专用于单个像素150的组件。例如，电子***121可以包括专用于每个像素150的放大器和在所有像素150之间共用的微处理器。电子***121可以通过通孔131电连接到像素150。通孔之间的空间可以使用填充材料130填充，这可以增加电子器件层120与辐射吸收层110的连接的机械稳定性。其它接合技术可以在不使用通孔131的情况下将电子***121连接到像素150。
当来自辐射源(未示出)的辐射撞击包括二极管的辐射吸收层110时，辐射粒子可被吸收并通过多种机制产生一个或多个电荷载流子(例如，电子、空穴)。电荷载流子可以在电场下漂移到二极管之一的电极。该电场可以是外部电场。电触点119B可以包括离散部分，每个离散部分与离散区114电接触。术语“电触点”可以与词“电极”互换使用。在实施例中，电荷载流子可以在各方向上漂移，使得由单个辐射粒子产生的电荷载流子基本上不被两个不同的离散区114共用(这里“基本上不……共用”意指相比于其余的电荷载流子，这些电荷载流子中的小于2％，小于0.5％，小于0.1％或小于0.01％的电荷载流子流向一个不同的离散区114)。由入射在这些离散区114之一的覆盖区周围的辐射粒子产生的电荷载流子基本上不与这些离散区114中的另一个共用。与离散区114相关联的像素150可以是离散区114周围的区域，其中由入射到其中的辐射粒子产生的基本上全部(大于98％，大于99.5％，大于99.9％，或大于99.99％)的电荷载流子流向离散区114。即，这些电荷载流子中的小于2％、小于1％、小于0.1％或小于0.01％的电荷载流子流过像素150。
图2C示意性地示出了根据可替换实施例的图1的辐射检测器100沿着线2A-2A的详细剖视图。更具体地，辐射吸收层110可以包含诸如硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或其组合之类的半导体材料的电阻器，但不包括二极管。该半导体材料可以对关注的辐射具有高质量衰减系数。在实施例中，图2C的电子器件层120在结构和功能方面类似于图2B的电子器件层120。
当辐射撞击包括电阻器而不包括二极管的辐射吸收层110时，它可以被吸收并通过多种机制产生一个或多个电荷载流子。辐射粒子可以产生10至100000个电荷载流子。电荷载流子可以在电场下漂移到电触点119A和119B。该电场可以是外部电场。电触点119B可以包括离散部分。在实施例中，电荷载流子可以在各方向上漂移，使得由单个辐射粒子产生的电荷载流子基本上不被电触点119B的两个不同的离散部分共用(这里“基本上不……共用”意指相比于其余的电荷载流子，这些电荷载流子中否小于2％，小于0.5％，小于0.1％或小于0.01％的电荷载流子流向一个不同的离散部分)。由入射在电触点119B的这些离散部分之一的覆盖区周围的辐射粒子产生的电荷载流子基本上不与电触点119B的这些离散部分中的另一个共用。与电触点119B的离散部分相关联的像素150可以是离散部分周围的区域，其中由入射到其中的辐射粒子产生的基本上全部(大于98％，大于99.5％，大于99.9％，或大于99.99％)的电荷载流子流向电触点119B的离散部分。即，这些电荷载流子中的小于2％、小于0.5％、小于0.1％或小于0.01％的电荷载流子流过与电触点119B的一个离散部分相关联的像素。
辐射检测器封装
图3示意性地示出了包括辐射检测器100和印刷电路板(PCB)400的封装200的俯视图。如本文使用的术语“PCB”不限于特定材料。例如，PCB可以包括半导体。辐射检测器100可以被安装到PCB 400。为了清楚起见，未示出辐射检测器100和PCB 400之间的布线。PCB 400可以具有一个或多个辐射检测器100。PCB 400可以具有未被辐射检测器100覆盖的区域405(例如，用于容纳接合线410)。辐射检测器100可以具有像素150(图1)所处的有效区域190。辐射检测器100可以具有靠近辐射检测器100边缘的周边区195。周边区195没有像素150，并且辐射检测器100不检测入射到周边区195上的辐射粒子。
图像传感器
图4示意性地示出了根据实施例的图像传感器490的剖视图。图像传感器490可以包括安装到***PCB 450的多个图3的封装200。作为示例，图4仅示出了2个封装200。PCB400和***PCB 450之间的电连接可以通过接合线410来实现。为了在PCB 400上容纳接合线410，PCB 400可以具有未被辐射检测器100覆盖的区域405。为了在***PCB 450上容纳接合线410，封装200之间可以具有间隙。间隙可以为约1mm以上。入射在周边区195、区域405或间隙上的辐射粒子不能被***PCB 450上的封装200检测到。辐射检测器(例如，辐射检测器100)的死区是辐射检测器的辐射接收表面的入射在其上的辐射粒子不能被该辐射检测器探测到的区域。封装(例如，封装200)的死区是该封装的辐射接收表面的入射在其上的辐射粒子不能被该封装中的一个或多个辐射检测器检测到的区域。在图3和图4所示的该示例中，封装200的死区包括周边区195和区域405。具有一组封装(例如，安装在同一PCB上的封装200，布置在同一层中的封装200)的图像传感器(例如，图像传感器490)的死区(例如，488)包括该组中的各封装的死区和各封装之间的各间隙的组合。
包括辐射检测器100的图像传感器490可以具有不能检测入射辐射的死区488。然而，图像传感器490可以捕获物体或场景(未示出)的所有点的局部图像，然后可以将这些捕捉的局部图像拼接以形成整个物体或场景的图像。
成像会话
图5A至图5G示出了根据实施例的图4的图像传感器490进行成像会话。为了简单起见，仅示出了图像传感器490的有效区域190a和190b以及死区488(即，省略了图像传感器490的其它细节)。
在实施例中，在成像会话期间，在图像传感器490扫描物体510时，图像传感器490可以从左向右移动而物体(或场景)510保持静止。例如，物体510可以是装有剑512的纸板箱。
在实施例中，在成像会话期间，辐射源720(图7，但是，为了简单起见，未在图5A至图5G中示出)可以将辐射穿过物体510发送到图像传感器490。换句话说，物体510位于辐射源720和图像传感器490之间。
在实施例中，如图5A所示，成像会话可以开始于图像传感器490向右移动到第一成像位置。在第一成像位置处，使用来自辐射源720的辐射，图像传感器490可以捕获物体510的局部图像520A1(图5B)。
接下来，在实施例中，图像传感器490可以进一步向右移动一小段距离(例如，小于图像传感器490的像素150的尺寸)到第二成像位置(未示出)。在第二成像位置处，使用来自辐射源720的辐射，图像传感器490可以捕获物体510的局部图像520A2(图5B)。在图5B中，为了比较起见，局部图像520A1和520A2被对准，使得局部图像520A1和520A2中的物体510的图像重合。为了简单起见，仅示出局部图像520A2的与局部图像520A1不重叠的部分。
接下来，在实施例中，图像传感器490可以进一步向右移动一小段距离(例如，小于图像传感器490的像素150的尺寸)到第三成像位置(未示出)。在第三成像位置处，使用来自辐射源720的辐射，图像传感器490可以捕获物体510的局部图像520A3(图5B)。在图5B中，为了比较起见，局部图像520A2和520A3被对准，使得局部图像520A2和520A3中的物体510的图像重合。为了简单起见，仅示出局部图像520A3的与局部图像520A2不重叠的部分。
接下来，在实施例中，如图5C所示，图像传感器490可以进一步向右移动一段较长的距离(例如，大约为有源区域190a的宽度190w(图5A))到第四成像位置。在第四成像位置处，使用来自辐射源720的辐射，图像传感器490可以捕获物体510的局部图像520B1(图5D)。
接下来，在实施例中，图像传感器490可以进一步向右移动一小段距离(例如，小于图像传感器490的像素150的尺寸)到第五成像位置(未示出)。在第五成像位置处，使用来自辐射源720的辐射，图像传感器490可以捕获物体510的局部图像520B2(图5D)。在图5D中，为了比较起见，局部图像520B1和520B2被对准，使得局部图像520B1和520B2中的物体510的图像重合。为了简单起见，仅示出局部图像520B2的与局部图像520B1不重叠的部分。
接下来，在实施例中，图像传感器490可以进一步向右移动一小段距离(例如，小于图像传感器490的像素150的尺寸)到第六成像位置(未示出)。在第六成像位置处，使用来自辐射源720的辐射，图像传感器490可以捕获物体510的局部图像520B3(图5D)。在图5D中，为了比较起见，局部图像520B2和520B3被对准，使得局部图像520B2和520B3中的物体510的图像重合。为了简单起见，仅示出局部图像520B3的与局部图像520B2不重叠的部分。
接下来，在实施例中，如图5E所示，图像传感器490可以进一步向右移动一段较长的距离(例如，大约为有源区域190a的宽度190w(图5A))到第七成像位置。在第七成像位置处，使用来自辐射源720的辐射，图像传感器490可以捕获物体510的局部图像520C1(图5F)。
接下来，在实施例中，图像传感器490可以进一步向右移动一小段距离(例如，小于图像传感器490的像素150的尺寸)到第八成像位置(未示出)。在第八成像位置处，使用来自辐射源720的辐射，图像传感器490可以捕获物体510的局部图像520C2(图5F)。在图5F中，为了比较起见，局部图像520C1和520C2被对准，使得局部图像520C1和520C2中的物体510的图像重合。为了简单起见，仅示出局部图像520C2的与局部图像520C1不重叠的部分。
接下来，在实施例中，图像传感器490可以进一步向右移动一小段距离(例如，小于图像传感器490的像素150的尺寸)到第九成像位置(未示出)。在第九成像位置处，使用来自辐射源720的辐射，图像传感器490可以捕获物体510的局部图像520C3(图5F)。在图5F中，为了比较起见，局部图像520C2和520C3被对准，使得局部图像520C2和520C3中的物体510的图像重合。为了简单起见，仅示出局部图像520C3的与局部图像520C2不重叠的部分。
在实施例中，在9个局部图像520A1、520A2、520A3、520B1、520B2、520B3、520C1、520C2和520C3被捕获的整个成像会话期间，辐射源可以用辐射一直照射图像传感器490和物体510。在可替换实施例中，在成像会话期间，辐射源720可以以脉冲形式用辐射照射图像传感器490和物体510。具体地，在每个脉冲期间，辐射源720用辐射照射图像传感器490和物体510。然而，在脉冲之间，辐射源720不用辐射照射图像传感器490和物体510。在实施例中，这可以通过在脉冲之间保持辐射源720关闭并在脉冲期间保持其开启来实现。
在实施例中，第一辐射脉冲可以在图像传感器490捕获局部图像520A1之前开始并且在图像传感器490捕获局部图像520A3之后结束。换句话说，图像传感器490在第一辐射脉冲期间捕获局部图像520A1、520A2和520A3。
在实施例中，第二辐射脉冲可以在图像传感器490捕获局部图像520B1之前开始并且在图像传感器490捕获局部图像520B3之后结束。换句话说，图像传感器490在第二辐射脉冲期间捕获局部图像520B1、520B2和520B3。
在实施例中，第三辐射脉冲可以在图像传感器490捕获局部图像520C1之前开始并且在图像传感器490捕获局部图像520C3之后结束。换句话说，图像传感器490在第三辐射脉冲期间捕获局部图像520C1、520C2和520C3。
在实施例中，可以从局部图像520A1、520A2和520A3生成物体510的第一增强局部图像(未示出)。在实施例中，可以对局部图像520A1、520A2和520A3应用一种或多种超分辨率算法以生成第一增强局部图像。在实施例中，可以由图像传感器490对局部图像520A1、520A2和520A3应用一种或多种超分辨率算法。
在实施例中，类似地，可以从局部图像520B1、520B2和520B3生成物体510的第二增强局部图像(未示出)。在实施例中，可以对局部图像520B1、520B2和520B3应用一种或多种超分辨率算法以生成第二增强局部图像。在实施例中，可以由图像传感器490对局部图像520B1、520B2和520B3应用一种或多种超分辨率算法。
在实施例中，类似地，可以从局部图像520C1、520C2和520C3生成物体510的第三增强局部图像(未示出)。在实施例中，可以对局部图像520C1、520C2和520C3应用一种或多种超分辨率算法以生成第三增强局部图像。在实施例中，可以由图像传感器490对局部图像520C1、520C2和520C3应用一种或多种超分辨率算法。
在实施例中，物体510的第一增强局部图像、第二增强局部图像和第三增强局部图像可以被拼接以形成物体510的拼接图像520(图5G)。在实施例中，第一、第二和第三增强局部图像的拼接可由图像传感器490进行。
图6示出了根据实施例的总结和概括上述成像会话的流程图600。在步骤610中，可以用辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)照射场景，一次一个脉冲，其中M是大于1的整数。例如，图5A至图5E的物体或场景510被用第一辐射脉冲、第二辐射脉冲照射，然后用第三辐射脉冲照射(即，M＝3)。
在步骤620中，对于i＝1,...,M，在辐射脉冲(i)和利用辐射脉冲(i)的辐射期间，可以使用同一图像传感器逐张捕获场景的局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)，其中Ni，i＝1,...,M都为大于1的整数。例如，对于i＝1，在第一辐射脉冲和利用第一辐射脉冲的辐射期间，使用图像传感器490逐张捕获局部图像520A1、520A2和520A3。对于i＝2，在第二辐射脉冲和利用第二辐射脉冲的辐射期间，使用图像传感器490逐张捕获局部图像520B1、520B2和520B3。对于i＝3，在第三辐射脉冲和利用第三辐射脉冲的辐射期间，使用图像传感器490逐张捕获局部图像520C1、520C2和520C3。
在步骤630中，对于i＝1,...,M，通过应用一种或多种超分辨率算法，可以从局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)生成增强的局部图像(i)。例如，对于i＝1，通过对局部图像520A1、520A2和520A3应用一种或多种超分辨率算法，从局部图像520A1、520A2和520A3生成第一增强局部图像。对于i＝2，通过对局部图像520B1、520B2和520B3应用一种或多种超分辨率算法，从局部图像520B1、520B2和520B3生成第二增强局部图像。对于i＝3，通过对局部图像520C1、520C2和520C3应用一种或多种超分辨率算法，从局部图像520C1、520C2和520C3生成第三增强局部图像。
在步骤640中，可以拼接增强的局部图像(i)(i＝1,...,M)，从而产生场景的拼接图像。例如，拼接第一、第二和第三增强局部图像，从而产生场景或物体510的拼接图像520(图5G)。
在实施例中，关于图6的流程图600的步骤620，所有的Ni，i＝1,...,M可以是相同的。在上述实施例中，N1＝N2＝N3＝3。换句话说，图像传感器490在每个辐射脉冲期间捕获相同数量的物体510的局部图像。在实施例中，所有Ni，i＝1,...,M可以大于100。通常，所有Ni，i＝1,...,M不一定相同。例如，代替上述实施例中的N1＝N2＝N3＝3，可以是N1＝2、N2＝3和N3＝5。
在实施例中，关于图6的流程图600，对于i＝1,...,M，在辐射脉冲(i)期间，图像传感器490可以相对于场景或物体510连续地(即，不停地)移动。
在实施例中，关于图5A至图5E，图像传感器490可以在整个成像会话期间相对于物体510连续地(即，不停地)移动。换句话说，图像传感器490在图像传感器490捕获局部图像520A1、520A2、520A3、520B1、520B2、520B3、520C1、520C2和520C2的时间段期间相对于物体510连续移动。关于图6的流程图600，这意味着图像传感器490在图像传感器490捕获所有局部图像(i,j)(i＝1,...,M,和j＝1,...,Ni)的时间段期间相对于物体510连续地(即，不停地)移动。在实施例中，在整个成像会话期间(即，在图像传感器490捕获所有局部图像(i,j)(i＝1,...,M,和j＝1,...,Ni)的时间段期间)图像传感器490相对于物体510的移动可以以恒定速度进行。
在实施例中，参照图5A至图5E和图7，可以将掩模710置于物体510和辐射源720之间。在成像会话期间，掩模710可以相对于物体510并且与图像传感器490一同移动，使得(A)辐射源720的每个辐射脉冲中的瞄准物体510但未瞄准图像传感器490的有效区域190a和190b的辐射被掩模710阻止而不到达物体510，并且(B)辐射源720的每个辐射脉冲中的瞄准物体510且也瞄准图像传感器490的有效区域190a和190b的辐射被掩模710允许穿过掩模710而到达物体510。
例如，瞄准物体510但未瞄准图像传感器490的有源区域190a和190b的辐射射线722被掩模710的辐射阻挡区域712阻止而不到达物体510。又例如，瞄准物体510且也瞄准图像传感器490的有效区域190a和190b的辐射射线724被掩模710的辐射通过区域714允许穿过掩模710而到达物体510。
在实施例中，第一和第三成像位置之间的距离可以小于在图像传感器490相对于物体510移动的方向上测量的图像传感器490的像素150的宽度152(图5A)。类似地，第四和第六成像位置之间的距离可以小于宽度152(图5A)。类似地，第七和第九成像位置之间的距离可以小于宽度152(图5A)。换句话说，关于图6的流程图600，在每个辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)期间，图像传感器490可以移动小于在图像传感器的所述移动的方向上测量的图像传感器490的感测元件150的宽度152的距离。在实施例中，在每个辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)期间，图像传感器490可以移动小于宽度152的一半的距离。
虽然本文已经公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。本文公开的各个方面和实施例是出于说明的目的而不意图是限制性的，其中真正的范围和精神由下述权利要求指示。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
用辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)照射场景，一次一个脉冲，其中M是大于1的整数；
对于i＝1,...,M，在所述辐射脉冲(i)和利用所述辐射脉冲(i)的辐射期间，使用同一图像传感器逐张捕获所述场景的局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)，其中Ni，i＝1,...,M都为大于1的整数；
对于i＝1,...,M，通过对所述局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)应用一种或多种超分辨率算法，从所述局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)生成增强的局部图像(i)；以及
拼接所述增强的局部图像(i)(i＝1,...,M)，从而产生所述场景的拼接图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所有Ni，i＝1,...,M都是相同的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所有Ni，i＝1,...,M都大于100。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，对于i＝1,...,M，在所述辐射脉冲(i)期间，所述图像传感器相对于所述场景连续移动。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述图像传感器捕获所有局部图像(i,j)(i＝1,...,M，并且j＝1,...,Ni)的时间段期间，所述图像传感器相对于所述场景连续移动。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述时间段期间，所述图像传感器相对于所述场景的所述移动以恒定速度进行。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：布置掩模，使得对于i＝1,...,M，在所述辐射脉冲(i)期间，(A)所述辐射脉冲(i)中的瞄准所述场景但未瞄准所述图像传感器的有效区域的辐射被所述掩模阻止而不到达所述场景，并且(B)所述辐射脉冲(i)中的瞄准所述场景且也瞄准所述图像传感器的所述有效区域的辐射被所述掩模允许穿过所述掩模而到达所述场景。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在每个所述辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)期间，所述图像传感器移动小于在所述图像传感器的所述移动的方向上测量的所述图像传感器的感测元件的宽度的距离。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，在每个所述辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)期间，所述图像传感器移动小于所述宽度的一半的距离。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像传感器包括多个辐射检测器。
11.一种成像***，包括：
辐射源，所述辐射源被配置为用辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)照射场景，一次一个脉冲，其中，M是大于1的整数；以及
图像传感器，所述图像传感器被配置为对于i＝1,...,M，在所述辐射脉冲(i)和利用所述辐射脉冲(i)的辐射期间，逐张捕获所述场景的局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)，其中Ni，i＝1,...,M都为大于1的整数，
其中，所述图像传感器被配置为对于i＝1,...,M，通过对所述局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)应用一种或多种超分辨率算法，从所述局部图像(i,j)(j＝1,...,Ni)生成增强的局部图像(i)，并且
其中，所述图像传感器被配置为拼接所述增强的局部图像(i)(i＝1,...,M)，从而产生所述场景的拼接图像。
12.根据权利要求11所述的成像***，其中，所有Ni，i＝1,...,M都是相同的。
13.根据权利要求11所述的成像***，其中，所有Ni，i＝1,...,M都大于100。
14.根据权利要求11所述的成像***，其中，对于i＝1,...,M，在所述辐射脉冲(i)期间，所述图像传感器被配置为相对于所述场景连续移动。
15.根据权利要求11所述的成像***，其中，所述图像传感器被配置为在所述图像传感器捕获所有局部图像(i,j)(i＝1,...,M，并且j＝1,...,Ni)的时间段期间，所述图像传感器相对于所述场景连续移动。
16.根据权利要求15所述的成像***，其中，在所述时间段期间，所述图像传感器相对于所述场景的所述移动以恒定速度进行。
17.根据权利要求11所述的成像***，还包括掩模，所述掩模被布置为使得对于i＝1,...,M，在所述辐射脉冲(i)期间，(A)所述辐射脉冲(i)中的瞄准所述场景但未瞄准所述图像传感器的有效区域的辐射被所述掩模阻止而不到达所述场景，并且(B)所述辐射脉冲(i)中的瞄准所述场景且也瞄准所述图像传感器的所述有效区域的辐射被所述掩模允许穿过所述掩模而到达所述场景。
18.根据权利要求11所述的成像***，其中，在每个所述辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)期间，所述图像传感器被配置为移动小于在所述图像传感器的所述移动的方向上测量的所述图像传感器的感测元件的宽度的距离。
19.根据权利要求11所述的成像***，其中，在每个所述辐射脉冲(i)(i＝1,...,M)期间，所述图像传感器被配置为移动小于所述宽度的一半的距离。
20.根据权利要求11所述的成像***，其中，所述图像传感器包括多个辐射检测器。
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