[发明专利]用于哈特曼波前探测器的基于DFT的质心偏移量检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种质心偏移检测方法，特别是一种新型的、可用于哈特曼波前传感器等检测两幅图像的相对偏移量的场合的质心偏移检测方法。

背景技术

哈特曼波前探测器已广泛应用于自适应光学系统之中，它可以事先用一束高质量的参考光标定，而在现场测量时无需参考光，对环境的要求不像干涉仪那样严格，因此它可以应用于光学元件质量控制、光束质量诊断、人眼像差、角膜面形测量、自适应光学等方面。哈特曼探测器由哈特曼传感器和波前重构方法组成，波前重构方法有多种，如区域法、模式法等，而大多重构方法的第一步为检测质心偏移量，即检测出重构所需要的子孔径中待检测图像相对于参考图像，即标定图像的质心偏移量，因此质心偏移量的检测是波前重构的关键之一。目前，质心偏移检测方法有光强加权质心计算和相关匹配方法。前者直接得到标定图和实测图的质心位置，然后作差以得到质心偏移量；而后者通过相关搜索，再进行相关函数拟合，直接得到质心偏移量。由于在质心偏移实测过程中会受到若干因素的影响，因而实际得到的图像会有如光子噪声、读出噪声、背景噪声、采样噪声等噪声，这些噪声会影响质心偏移检测精度。而目前，特别是在使用光强加权质心计算的检测方法时，只有通过减阈值的方式来减小噪声带来的影响，但减阈值的方法有其局限性，如背景噪声不能太大、阈值的设定需要人为的干预等；而相关匹配方法，其方法的复杂和费时也成为其发展的桎梏。这些局限性严重制约了哈特曼波前探测器的应用。

本发明正是在上述背景下产生的，发明了一种新型的质心偏移量检测方法，该方法对光子噪声、读出噪声、背景噪声、采样噪声不敏感，能有效的提高哈特曼传感器的精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为克服现有技术中计算两幅图像的相对偏移量的方法抗噪声能力差、计算过程需要人为干预、运算量大等问题，本发明提供一种用于哈特曼波前探测器的基于DFT的质心偏移量检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的的技术方案是：用于哈特曼波前探测器的基于DFT的质心偏移量检测方法；其特征在于以下步骤：

1)将标准平面波入射到子孔径单元为M×M的哈特曼波前探测器上获取的参考全靶面图像，取其中某一要检测质心偏移量的子孔径所对应的图像，即分辨率为N×N的参考图像IC；

2)将IC的像素点的灰度值分别在两个待检测的方向：X方向或Y方向叠加，得到两个1×N的向量Icx和icy：