[发明专利]自适应光学线光束扫描成像的非等晕像差校正方法与装置

权利要求书

1.一种自适应光学线光束扫描成像的非等晕像差校正方法，其特征在于，该方法包括：在自适应光学线光束扫描成像系统中，对线光束扫描方向上的非等晕区像差进行分时校正以及对线光束方向上的非等晕区像差进行分区域校正；

对线光束扫描方向上的非等晕区像差进行分时校正的方法具体包括以下步骤：

步骤S1：根据扫描时间，在扫描方向上将非等晕区成像区域依次分为多个子成像区域，包括子成像区域1、子成像区域2、……、子成像区域N，子成像区域在扫描方向上的视场大小不超过2°；

步骤S2：每个子成像区域的像差依次经波前传感器测量，并依次反馈控制波前校正器，依次完成对每个子成像区域像差的闭环校正；

其中，每个子成像区域中，在线光束方向的±1°内的中心区域在扫描方向和线光束方向均满足等晕区原则，该中心区域像差得到了完全校正；

对线光束方向上的非等晕区像差进行分区域校正的方法具体包括以下步骤：

步骤T1：将每个子成像区域沿线光束方向上在所述中心区域的两侧分成2个图像校正区域：第一像校正区域、第二图像校正区域；

第一图像校正区域在线光束方向上的区域范围为-1°至-M°，第二图像校正区域在线光束方向的区域范围为1°至M°；

步骤T2：由波前传感器测量的每个子成像区域的波前像差换算得到每个子成像区域的点扩散函数：PSF，将每个子成像区域的PSF作为每个子成像区域对应的两个图像校正区域的PSF初始值与约束条件，然后通过维纳滤波分别完成两个图像校正区域的非等晕区像差解卷积校正；

步骤T3：当完成所有图像校正区域的非等晕区像差解卷积校正后，通过图像拼接，即可得到整个视场非等晕像差完全校正后的成像图像；

所述步骤T2具体为：

T2-1：由波前传感器测量的每个子成像区域波前像差为W_i,j(ξ,η),1≤i≤M,1≤j≤N，计算得到每个子成像区域的点扩散函数PSF：h_i,j(x,y),1≤i≤M,1≤j≤N，其中，

式中P_i,j(ξ,η)为波前传感器的子透镜光瞳函数，f为子透镜焦距，k为波数常数；

T2-2：将每个子成像区域的PSF作为每个子成像区域成像图像的PSF初始值与约束条件，然后通过以下增量维纳滤波迭代公式分别完成该子成像区域成像图像的解卷积处理，实现对每个子成像区域成像图像残余像差的补充校正，

S(u,v)＝Y(u,v)-X_i,j(u,v)H_i,j(u,v)；

其中，*表示复数共轭操作符，i和j表示每个子区域的序号，Y_i,j(u,v)为该子成像区域成像图像的傅里叶变换，和分别表示该子成像区域成像图像在当前及上一次解卷积处理迭代的傅里叶变换，和分别表示该子成像区域PSF估计在当前及上一次解卷积处理迭代的傅里叶变换，S(u,v)为精度项，随着与值的更新，S(u,v)的值及时更新；γ_x与γ_h是控制迭代步长的参数，其值越大，迭代步长越小，算法收敛速度越慢，解更加精确，其值减小，迭代步长增大，算法将更快收敛为一不平滑解；其中，γ_x与γ_h的值选取为：r_h＝0.2|H(0,0)|²,r_x＝0.2|X(0,0)|²。

2.根据权利要求1所述的自适应光学线光束扫描成像的非等晕像差校正方法，其特征在于，多个子成像区域可以是均匀等分，也可以是非均匀分割；N为正整数。

3.根据权利要求2所述的自适应光学线光束扫描成像的非等晕像差校正方法，其特征在于，每个子成像区域在扫描方向上的视场为2°。

4.根据权利要求3所述的自适应光学线光束扫描成像的非等晕像差校正方法，其特征在于，其中，M为正正整数，且M不超过3。

5.根据权利要求4所述的自适应光学线光束扫描成像的非等晕像差校正方法，其特征在于，所述步骤T2既可在线处理也可离线处理。