[发明专利]一种相关哈特曼快速波前复原方法

权利要求书

1.一种相关哈特曼快速波前复原方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取哈特曼波前传感器探测到的初始哈特曼图像和子孔径排布，在所述初始哈特曼图像中选取滤波模板；

将所述滤波模板放至初始哈特曼图像中进行相关滤波或核相关滤波运算，获取响应图，所述响应图对应有多个子响应图，所述子响应图对应有子孔径；

在所述多个子响应图对应的子孔径中，遍历查找各子孔径的像素最大值，并将所述像素最大值的坐标位置进行存储，获取斜率矩阵；

通过所述响应图和斜率矩阵进行哈特曼波前复原，获取复原波面。

2.根据权利要求1所述的一种相关哈特曼快速波前复原方法，其特征在于，所述在初始哈特曼图像中选取滤波模板，具体包括：

在所述初始哈特曼图像的中心位置，选取像素清晰的子图像作为滤波模板。

3.根据权利要求1所述的一种相关哈特曼快速波前复原方法，其特征在于，所述获取哈特曼波前传感器探测到的初始哈特曼图像和子孔径排布，在所述初始哈特曼图像中选取滤波模板之后，所述将所述滤波模板放到初始哈特曼图像中进行相关滤波或核相关滤波运算，获取响应图之前，还包括：

采用截取函数，对模板图像的信号进行截断，获取滤波模板；

其中，截取函数的公式如下：

其中，m和n分别表示窗口函数的坐标，M和N分别表示模板的大小；

将所述滤波模板的像素灰度值规范化为平均值为0，方差为1的图像；

将规范化后的滤波模板乘以一个余弦窗口，将图像边缘的值降为0，获取加窗后滤波模板。

4.根据权利要求3所述的一种相关哈特曼快速波前复原方法，其特征在于，所述将规范化后的滤波模板乘以一个余弦窗口，将图像边缘的值降为0，获取加窗后滤波模板之后，还包括：

根据所述加窗后滤波模板生成相关滤波器或核相关滤波器，公式为：

其中，x为所述模板图像或加窗后模板，k^xx为x自相关核函数，核函数k采用高斯核函数或线性核函数；表示k^xx经傅里叶变换后的频域；为核相关滤波器，为标准响应的傅里叶变换，λ为正则项。

5.根据权利要求4所述的一种相关哈特曼快速波前复原方法，其特征在于，所述将所述滤波模板放至初始哈特曼图像中进行相关滤波或核相关滤波运算，获取响应图，公式为：

其中，z为初始哈特曼图像；k^xz为x和z的互相关核函数。

6.根据权利要求1所述的一种相关哈特曼快速波前复原方法，其特征在于，所述在所述多个子响应图对应的子孔径中，遍历查找各子孔径的像素最大值，并将所述像素最大值的坐标位置进行存储，获取斜率矩阵，具体包括：

对每个子响应图对应子孔径的像素中，进行遍历比较，得到像素最大值，并将所述像素最大值的坐标位置进行存储；

对所述像素最大值的坐标位置进行亚像素拟合，得到亚像素偏移量；

根据原像素结合亚像素偏移量，得到亚像素精度坐标位置。

7.根据权利要求6所述的一种相关哈特曼快速波前复原方法，其特征在于，所述亚像素拟合的公式为：

T＝2·I_n-I_n-1-I_n+1；

其中，I_n为最大值的坐标的像素值，I_n+1为最大值的坐标后一坐标的像素值，I_n-1为最大值的坐标前一个坐标的像素值，F为亚像素偏移量。

8.根据权利要求7所述的一种相关哈特曼快速波前复原方法，其特征在于，所述根据原像素结合亚像素偏移量，得到亚像素精度坐标位置，公式为：

X′_n＝X_n+F；

其中，X′_n为亚像素精度坐标位置，X_n为原像素位置，F为亚像素偏移量。

9.根据权利要求1所述的一种相关哈特曼快速波前复原方法，其特征在于，所述通过所述响应图和斜率矩阵进行哈特曼波前复原，获取复原波面，具体包括：

根据响应图和斜率矩阵，通过相位反演法恢复各子孔径内波前的多个信息，获取子响应图对应的子波前；

通过波前复原算法或拼接方法，将所述子响应图对应的子波前重构成整个复原波面。