[发明专利]基于光场信息去除光学像差的方法及装置

权利要求书

1.一种基于光场信息去除光学像差的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，获取荧光样本的光场图像，将所述光场图像重排得到所述荧光样本不同角度下的子孔径图像；

S2，计算各个子孔径图像相对于中心孔径图像的位移量，根据计算出的位移量得到一张位移图，根据所述位移图计算相应频域面上的相位并得到相位图；

S3，对所述相位图进行处理得到正确相位图，将所述正确相位图加入点扩散函数的仿真中，得到新的子孔径点扩散函数，根据所述新的子孔径点扩散函数解得所述荧光样本正确的三维信息，其中，所述对所述相位图进行处理得到正确相位图，包括：对求得的相位进行泽尼克多项式拟合，得到各阶多项式的系数，再由所述系数计算大小合适的所述相位图，计算比例系数，将所述比例系数与所述相位图相乘，得到所述正确相位图；其中，所述比例系数为通过光路参数计算得出或通过仿真算出。

2.根据权利要求1所述的基于光场信息去除光学像差的方法，其特征在于，所述S1包括：利用光场系统获取所述荧光样本的光场图像，根据预设需求将所述光场图像进行重排，得到多个子孔径图像，所述多个子孔径图像分别含有所述荧光样本不同角度的信息。

3.根据权利要求2所述的基于光场信息去除光学像差的方法，其特征在于，所述光场系统包括：点光源、多个透镜、微透镜阵列和图像传感器，所述点光源包括所述荧光样本，所述图像传感器放置于所述微透镜阵列的后焦面上，采集的所述光场图像为4D信息包含二维空间信息和二维角度信息。

4.根据权利要求1所述的基于光场信息去除光学像差的方法，其特征在于，在对所述光场图像重排之前还包括：对所述光场图像进行插值，增加所述光场图像的像素个数。

5.根据权利要求1所述的基于光场信息去除光学像差的方法，其特征在于，所述计算各个子孔径图像相对于中心孔径图像的位移量，包括：计算各子孔径图像与中间孔径图像的互相关函数，找到所述互相关函数最大值对应的坐标，再算出各相应位移量。

6.根据权利要求1所述的基于光场信息去除光学像差的方法，其特征在于，还包括：对所述位移图进行扩充。

7.根据权利要求1所述的基于光场信息去除光学像差的方法，其特征在于，根据所述位移图计算相应频域面上的相位为：

其中，(u,v)为要计算相位的子孔径块坐标，p_i是位移图中所选取路径中的点，按照路径经过顺序排列，p_iu和p_iv分别是p_i点对应的坐标，(dx,dy)_i是pi点对应的位移量。

8.根据权利要求1所述的基于光场信息去除光学像差的方法，其特征在于，所述根据所述新的子孔径点扩散函数解得所述荧光样本正确的三维信息的方法包括RL算法和极大似然方法。

9.一种基于光场信息去除光学像差的装置，其特征在于，包括：

重排模块，用于获取荧光样本的光场图像，将所述光场图像重排得到所述荧光样本不同角度下的子孔径图像；

计算模块，用于计算各个子孔径图像相对于中心孔径图像的位移量，根据计算出的位移量得到一张位移图，根据所述位移图计算相应频域面上的相位并得到相位图；

去除模块，用于对所述相位图进行处理得到正确相位图，将所述正确相位图加入点扩散函数的仿真中，得到新的子孔径点扩散函数，根据所述新的子孔径点扩散函数解得所述荧光样本正确的三维信息，其中，所述对所述相位图进行处理得到正确相位图，包括：对求得的相位进行泽尼克多项式拟合，得到各阶多项式的系数，再由所述系数计算大小合适的所述相位图，计算比例系数，将所述比例系数与所述相位图相乘，得到所述正确相位图；其中，所述比例系数为通过光路参数计算得出或通过仿真算出。