[发明专利]一种基于新聚焦评价函数的通用性强的全息图自动重建方法

摘要

本发明提供的是一种全息图自动重建技术。首先设计了一种聚焦评价函数，该函数利用了局部方差分布能够反应图像细节信息及方差本身的抗噪能力的优势，将局部方差分布的标准差作为评判图像清晰程度的一项指标，使得自动重建的实现成为可能；然后设计了决定策略，即决断聚焦函数值的何种性能作为目标重建距离的反应，在本发明中采用函数值的极大值作为目标重建距离的反应值；最后对距离间隔进行了探讨，距离间隔即搜索步长，它直接影响着自动重建的实时性，在本发明中对距离间隔采用了由大到小逐渐细化并进行及时反馈的策略进行搜索，提高了运算效率。本发明能实现较高准确率的自动重建并具备一定程度的实时性和通用性。

主权项

一种能够自动估计海洋生物全息图聚焦距离的方法，具体包括以下步骤：该方法主要定义了聚焦评价函数，又叫清晰度评价函数，是估计海洋生物全息图聚焦距离的核心技术之一，它决定着是否能自动完成重建的成败，实现步骤如下：①计算图像的局部标准差分布，分布计算公式如(1)：$S_{\mathrm{local}}(i,j)=\sqrt{\frac{1}{\mathrm{mn}}{\mathrm{\Σ}}_{l=-n-1/2}^{m-1/2}{\mathrm{\Σ}}_{k=-n-1/2}^{n-1/2}{(f(i+l,j+k)-{\mathrm{\μ}}_f)}^2}---\left(1\right)$S是图像坐标(i，j)邻域的标准差，f(i，j)为图像坐标(i，j)处的灰度值，m×n是模板的尺寸，在此，m＝n＝3，这主要考虑到清晰边缘的实际像素数，如果m，n设置太小会检测不到边缘，且费时；若m，n设置太大会降低其对边缘的表现能力，可通过matlab里的stdfilt()函数实现；②计算第一步得出分布的标准差，标准差公式如(2)：$\mathrm{\σ}=\sqrt{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{(S(i,j)-{\mathrm{\μ}}_S)}^2}---\left(2\right)$其中S(i，j)为第①步得出的局部标准差分布，μ_S为分布的均值。可以通过matlab的std()函数实现。