[发明专利]一种用于数字全息重构过程的自动对焦方法

权利要求书

1.一种用于数字全息重构过程的自动对焦方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤(1)：在得到待处理的数字全息图后，用肉眼或者长度测量工具粗略测量后估算出一个重构距离zc，以zc为基准设置第一对焦距离区间[z1，zk]；设置对焦距离区间采样数k，计算采样间隔距离dz＝(zk-z1)/(k-1)；针对第一对焦距离区间[z1，zk]，每隔dz选取一个距离，得到不同临时对焦距离z2＝z1+dz，z3＝z1+2*dz，…，zk＝z1+(k-1)*dz。

设置第二对焦距离区间[z1’，zk’]；针对第二对焦距离区间[z1’，zk’]，每隔距离dz选取一个距离，得到不同临时对焦距离z2’＝z1’+dz，z3’＝z1’+2*dz，…，zk’＝z1’+(k-1)*dz；

步骤(2)：针对第一对焦距离区间[z1，zk]，采用数字全息重构算法，分别得到不同临时对焦距离下的物光场U1，U2，…，Uk。

针对第二对焦距离区间[z1’，zk’]，采用数字全息数值重构算法，分别得到不同临时对焦距离下的物光场U1’，U2’，…，Uk’；

步骤(3)：利用物光场U1，U2，…，Uk计算得到不同临时对焦距离下的光强图像I1，I2，…，Ik。

利用物光场U1’，U2’，…，Uk’计算得到不同临时对焦距离下的光强图像I1’，I2’，…，Ik’。

步骤(4)：利用自聚焦评价函数计算出每个光强图像I1，I2，…，Ik的函数值C1，C2，…，Ck，并以函数值为纵坐标，临时对焦距离为横坐标，建立第一条评价函数曲线。

利用自聚焦评价函数计算出每个光强图像I1’，I2’，…，Ik’的函数值C1’，C2’，…，Ck’，并以函数值为纵坐标，临时对焦距离为横坐标，建立第二条评价函数曲线。

步骤(5)：将步骤(4)得到的第一条评价曲线和第二条评价函数曲线进行作差处理，得到差动评价曲线。

步骤(6)：在差动评价曲线横坐标为零的点附近选取一段近似于直线的曲线，并进行线性拟合。

步骤(7)：搜索拟合后的直线过零点的位置，零点所在得位置准确对应图像对焦面的位置，即实现准确聚焦。

2.根据权利要求1所述的一种用于数字全息重构过程的自动对焦方法，其特征在于，所述重构距离zc是指被测物体和数字图像传感器的距离。

3.根据权利要求1所述的一种用于数字全息重构过程的自动对焦方法，其特征在于，所述的第一对焦距离区间[z1，zk]，满足关系式z1<zc<zk。

4.根据权利要求1所述的一种用于数字全息重构过程的自动对焦方法，其特征在于，所述的第二对焦距离区间[z1’，zk’]，满足关系式z1’<zc<zk’且同时还满足z1’<z1，zk’<zk。

5.根据权利要求1所述的一种用于数字全息重构过程的自动对焦方法，其特征在于，所述的自聚焦评价函数可以是方差灰度算子、Roberts梯度算子、Sobel梯度算子、梯度向量平方算子、二阶拉普拉斯算子或者傅里叶变换频谱加权对数算子。