本发明涉及激光测量，更具体地，涉及一种多通道透射式cup-visar成像系统及重建方法。
背景技术：
1、冲击波诊断研究在惯性约束聚变（icf）、状态方程研究、高能量密度物理研究等领域发挥重要作用。目前，任意反射面速度干涉仪（visar）是被广泛用于icf诊断领域。其主要利用了光学多普勒效应，通过光混频技术将待测面的速度信息转化为干涉条纹信息，以具有高时间分辨的条纹相机作为记录设备，获得空间分辨率优于10μm、时间分辨优于10ps，诊断窗口10ns以上的visar图像，进而得到一维冲击波随时间演化的速度信息。但该技术通过牺牲条纹相机的成像视场（fov），仅能提供冲击波波阵面一维信息。
2、随着超快光学的发展和日臻成熟，现有技术已经无法满足研究的需求，寻找和发展一种新型具备超高时空分辨率的二维信息诊断技术已经迫在眉睫。2020年，基于压缩感知理论的压缩超快成像（cup）二维visar技术(cup-visar)被提出，该技术以明显低于奈奎斯特采样定理的采样率对原始信号进行采样，经过狭缝完全打开的条纹相机条纹管的电子偏移效应，实现二维压缩图像的记录，再通过重建算法从大小为的二维压缩图像中重建出大小为的干涉条纹图像（三维立方体），进而实现二维冲击波波阵面信息的获取。但是，目前cup-visar的光路都是基于反射式的单通道，反射光路庞大且容易光强不均匀，同时单通道所能提供的线性方程组的数量远远小于未知参数的数量，求解的精度及准确性不高。
技术实现思路
1、本发明的目的之一是提供一种多通道透射式cup-visar成像系统，解决现有技术中单通道cup-visar求解的精度及准确性不高的技术问题；本发明的目的之一是提供一种多通道透射式cup-visar成像系统的重建方法。
2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
3、本发明的第一方面提供一种多通道透射式cup-visar成像系统，包括：
4、探针光与收光组件，所述探针光与收光组件发出探针光，探针光经过靶面反射后携带有靶面速度信息并进入干涉仪组件；
5、干涉仪组件，所述干涉仪组件将所述探针光携带的靶面速度信息形成多普勒混频干涉条纹；
6、记录组件，所述记录组件包括电荷耦合器件、衍射光学元件和条纹相机，所述记录组件对所述多普勒混频干涉条纹分束后，其中一束被所述电荷耦合器件记录，另一束经所述衍射光学元件后被所述条纹相机记录。
7、在上述技术手段中，采用衍射光学元件（doe）产生多元衍射像，一束光被分成多束光，每束光都保持原来特征，也即一个条纹像被分成多个一样的条纹衍射像，实现多通道成像，多通道可以比单通道光路提供多一倍甚至几倍的数据量，即未知参数的数量一定，求解线性方程组的数量增加一倍甚至几倍，从而提高了cup-visar求解的精度及准确性。
8、进一步的，所述探针光与收光组件包括靶面、激光器、光纤、第一分束镜、第一反射镜、第二反射镜、收光单元、第三反射镜、第三透镜和光阑，其中：
9、所述激光器输出探针光，利用光纤进行导光后，经所述第一分束镜透射、第一反射镜反射、第二反射镜反射、收光单元收光后投射至所述靶面并反射后携带有靶面速度信息，依次经所述收光单元收光、第二反射镜反射、第一反射镜反射、第一分束镜反射、第三反射镜反射、第三透镜准直后从放置在所述第三透镜焦点处的光阑进入所述干涉仪组件。
10、进一步的，所述收光单元包括依次设置的第一透镜和第二透镜。
11、进一步的，所述干涉仪组件包括第四透镜、第二分束镜、第四反射镜、第五反射镜、第三分束镜和第五透镜，其中：
12、携带有靶面速度信息的探针光依次经所述第四透镜透射、第二分束镜分束后，分别经所述第五反射镜和所述第四反射镜反射后射入所述第三分束镜中干涉，形成多普勒混频干涉条纹，所述多普勒混频干涉条纹通过所述第五透镜射入所述记录组件。
13、进一步的，所述记录组件还包括第四分束镜、第八透镜、第六反射镜、编码板、第六透镜和第七透镜，其中：
14、所述多普勒混频干涉条纹经所述第四分束镜分束后，其中一束依次经所述第八透镜透射、第六反射镜反射后被所述电荷耦合器件记录；
15、另一束依次经所述衍射光学元件、编码板、第六透镜和第七透镜后被所述条纹相机记录，其中，所述第六透镜和第七透镜组成4f光学系统。
16、本发明的第二方面提供一种根据所述的多通道透射式cup-visar成像系统的重建方法，包括以下步骤：
17、所述条纹相机记录有压缩图像：
18、
19、式中，表示线性观测矩阵算子，为已知；表示待重建的时间序列条纹立体数据；
20、通过添加先验约束，得到第一优化求解问题：
21、
22、式中，为正则项，为范数，为依赖于噪声方差的正参数；
23、以全变分、低秩与非负性为先验约束，第一优化求解问题可表达为第二优化求解问题：
24、
25、式中，为tv项，为低秩项，为非负性项，、、为调节参数；
26、将秩函数凸近似为核范数进行求解，第二优化求解问题转换为第三优化求解问题：
27、
28、式中，为核范数项；
29、引入辅助变量、、，第三优化求解问题转换为第四优化求解问题：
30、
31、式中，、、都为对偶变量，、、都为增广拉格朗日参数；
32、将第四优化求解问题分解为x子问题、u子问题、v子问题、w子问题、对偶变量、增广拉格朗日参数的迭代求解；
33、判断当前求解结果是否满足收敛条件并更新迭代次数，若满足或迭代次数不小于预设的最大迭代次数，则输出重建的时间序列条纹立体数据，否则继续迭代求解。
34、进一步的，所述x子问题为：
35、
36、所述x子问题的封闭解为：
37、
38、式中，下标为迭代次数，。
39、进一步的，所述u子问题为：
40、
41、所述u子问题的封闭解为：
42、
43、式中，为tv去噪算子；
44、所述v子问题为：
45、
46、所述v子问题的封闭解为：
47、
48、式中，正交矩阵、及对角矩阵为的奇异值分解结果，为软阈值函数，为阈值；
49、所述w子问题为：
50、
51、所述w子问题的封闭解为：
52、。
53、进一步的，所述对偶变量的迭代求解包括：
54、
55、所述增广拉格朗日参数的迭代求解包括：
56、
57、式中，和分别为原始残差与对偶残差，，同时、、、、和；与为平衡因子，，；为残差容限，。
58、进一步的，所述收敛条件包括：
59、当满足误差时迭代停止，式中，为预设误差，，表示误差，为f范数。
60、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
61、本发明提出了一种多通道透射式cup-visar成像系统成功采集了所需数据，其多通道重建方法有效的从压缩图像中重建条纹图像，且与单通道对比，重建图像质量更好。
1.一种多通道透射式cup-visar成像系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多通道透射式cup-visar成像系统，其特征在于，所述探针光与收光组件包括靶面、激光器、光纤、第一分束镜、第一反射镜、第二反射镜、收光单元、第三反射镜、第三透镜和光阑，其中：
3.根据权利要求2所述的多通道透射式cup-visar成像系统，其特征在于，所述收光单元包括依次设置的第一透镜和第二透镜。
4.根据权利要求1所述的多通道透射式cup-visar成像系统，其特征在于，所述干涉仪组件包括第四透镜、第二分束镜、第四反射镜、第五反射镜、第三分束镜和第五透镜，其中：
5.根据权利要求1所述的多通道透射式cup-visar成像系统，其特征在于，所述记录组件还包括第四分束镜、第八透镜、第六反射镜、编码板、第六透镜和第七透镜，其中：
6.一种根据权利要求1至5任一项所述的多通道透射式cup-visar成像系统的重建方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的多通道透射式cup-visar成像系统的重建方法，其特征在于，所述x子问题为：
8.根据权利要求7所述的多通道透射式cup-visar成像系统的重建方法，其特征在于，所述u子问题为：
9.根据权利要求8所述的多通道透射式cup-visar成像系统的重建方法，其特征在于，所述对偶变量的迭代求解包括：
10.根据权利要求9所述的多通道透射式cup-visar成像系统的重建方法，其特征在于，所述收敛条件包括：
