[发明专利]一种基于模糊函数刻画的聚焦扫描与计算成像方法

权利要求书

1.一种基于模糊函数刻画的聚焦扫描与计算成像方法，其特征在于，包括：

步骤100，建立聚焦扫描数据采集模型；

步骤200，根据模糊函数理论，求解聚焦扫描数据采集模型的一维模糊函数、二维模糊函数、一维光学传递函数和二维光学传递函数，用以刻画聚焦扫描数据采集模型；

步骤300，根据步骤200得到的光学传递函数以及光学传递函数与点扩散函数的关系，分析聚焦扫描数据采集模型的三维空间不变性；以及

步骤400，利用聚焦扫描数据采集模型的二维光学传递函数的三维不变性，进行三维反卷积计算成像；

步骤200具体包括如下步骤：

步骤210，根据模糊函数理论，求解步骤100得到的聚焦扫描数据采集模型的一维模糊函数和一维光学传递函数；和

步骤220，根据模糊函数理论，求解步骤100得到的聚焦扫描数据采集模型的二维模糊函数和二维光学传递函数；和

步骤230，根据步骤210与步骤220得到的一维和二维的模糊函数与一维和二维的光学传递函数刻画聚焦扫描数据采集模型；

步骤230具体包括：

光学系统的模糊函数的不同切片代表不同聚焦平面中的光学传递函数，利用模糊函数刻画聚焦扫描数据采集模型的特性，首先，根据步骤210得到聚焦扫描数据采集模型的一维模糊函数，再由一维模糊函数与光学传递函数的关系，分析该模型不同聚焦面的一维光学传递函数，以及，根据步骤220得到聚焦扫描数据采集模型的二维模糊函数，再由二维模糊函数与光学传递函数的关系，分析该模型不同聚焦面的二维光学传递函数，用以刻画聚焦扫描数据采集模型的特性。

2.如权利要求1所述的基于模糊函数刻画的聚焦扫描与计算成像方法，其特征在于，步骤100中的“建立聚焦扫描数据采集模型”具体如下：

相机主要由镜头和探测器构成，镜头固定，在相机曝光过程中，探测器沿相机的水平光轴匀速运动，完成图像采集，d₀是物点M的深度在物方对应的距离，d是探测面到镜头平面的距离，f是镜头的焦距，由高斯成像公式可得：

3.如权利要求1所述的基于模糊函数刻画的聚焦扫描与计算成像方法，其特征在于，步骤210具体包括：

步骤211，设聚焦扫描数据采集模型的一维光瞳函数P(x)为：

(1)式中，P(x)是光瞳函数，x是光瞳中的坐标；

步骤212，设聚焦扫描数据采集模型的一维光学传递函数为H(u,W₂₀)，一维模糊函数为A(u,y)，由一维模糊函数与一维光学传递函数的关系，可知：

(2)式中，u是聚焦扫描数据采集模型的空间频率，λ是该聚焦扫描数据采集模型的主波长；y是与聚焦误差W₂₀成比例的参数，W₂₀是聚焦扫描数据采集模型的聚焦误差；

步骤213，在聚焦扫描数据采集模型中，设步骤212得到的一维模糊函数中的y'∈y+[-S,S]，且令

其中，则聚焦扫描数据采集模型的一维模糊函数为：

步骤214，聚焦扫描数据采集模型的光学传递函数为传统相机中光学传递函数在聚焦误差范围的积分的平均值，聚焦误差的范围为W′₂₀∈W₂₀+[-S',S'],其中，则聚焦扫描数据采集模型的一维光学传递函数为：