[发明专利]一种用于数字全息重构过程的自动对焦方法

摘要

本发明公开了一种用于数字全息重构过程的自动对焦方法。该方法包括如下步骤得到待处理数字全息图后，估算对焦距离并设置第一对焦距离区间、第二对焦距离区间、采样数和采样间隔距离，得到一系列临时对焦距离；分别对第一对焦区间和第一对焦区间内的临时对焦距离进行数字全息重构，得到光强图像序列；分别计算光强图像序列的自聚焦评价函数，得到第一评价函数曲线和第二评价函数曲线，进而作差得到差动评价曲线；在差动评价曲线横坐标为零的点附近选取一段曲线，进行线性拟合；拟合曲线过零点的位置即为图像聚焦位置。本发明可用于数字全息重构过程中的自动对焦，具有技术简单，定位精度高、速度快的特点。

主权项

一种用于数字全息重构过程的自动对焦方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤(1)：在得到待处理的数字全息图后，用肉眼或者长度测量工具粗略测量后估算出一个重构距离zc，以zc为基准设置第一对焦距离区间[z1，zk]；设置对焦距离区间采样数k，计算采样间隔距离dz＝(zk‑z1)/(k‑1)；针对第一对焦距离区间[z1，zk]，每隔dz选取一个距离，得到不同临时对焦距离z2＝z1+dz，z3＝z1+2*dz，…，zk＝z1+(k‑1)*dz。设置第二对焦距离区间[z1’，zk’]；针对第二对焦距离区间[z1’，zk’]，每隔距离dz选取一个距离，得到不同临时对焦距离z2’＝z1’+dz，z3’＝z1’+2*dz，…，zk’＝z1’+(k‑1)*dz；步骤(2)：针对第一对焦距离区间[z1，zk]，采用数字全息重构算法，分别得到不同临时对焦距离下的物光场U1，U2，…，Uk。针对第二对焦距离区间[z1’，zk’]，采用数字全息数值重构算法，分别得到不同临时对焦距离下的物光场U1’，U2’，…，Uk’；步骤(3)：利用物光场U1，U2，…，Uk计算得到不同临时对焦距离下的光强图像I1，I2，…，Ik。利用物光场U1’，U2’，…，Uk’计算得到不同临时对焦距离下的光强图像I1’，I2’，…，Ik’。步骤(4)：利用自聚焦评价函数计算出每个光强图像I1，I2，…，Ik的函数值C1，C2，…，Ck，并以函数值为纵坐标，临时对焦距离为横坐标，建立第一条评价函数曲线。利用自聚焦评价函数计算出每个光强图像I1’，I2’，…，Ik’的函数值C1’，C2’，…，Ck’，并以函数值为纵坐标，临时对焦距离为横坐标，建立第二条评价函数曲线。步骤(5)：将步骤(4)得到的第一条评价曲线和第二条评价函数曲线进行作差处理，得到差动评价曲线。步骤(6)：在差动评价曲线横坐标为零的点附近选取一段近似于直线的曲线，并进行线性拟合。步骤(7)：搜索拟合后的直线过零点的位置，零点所在得位置准确对应图像对焦面的位置，即实现准确聚焦。