[发明专利]数字全息术中的自动聚焦系统和方法

权利要求书

1.一种用于确定至少一个对象的焦平面的自动聚焦方法，所述方法包括：

重构所述至少一个对象的全息图像以便提供在多个不同焦点深度处的经重构图像，

其中所述经重构图像包括用于联合地编码相位和幅度信息的实分量和虚分量；

针对所述多个不同焦点深度中的至少两个深度来对所述实分量执行第一边缘检测，并且针对所述至少两个深度来对所述虚分量执行第二边缘检测；

基于相对于所述第一边缘检测的第一统计离差测量来获得所述至少两个深度中的每一者的第一清晰度测量，并且基于相对于所述第二边缘检测的第二统计离差测量来获得所述至少两个深度中的每一者的第二清晰度测量；以及

基于所述至少两个深度的清晰度标量测量的比较来确定所述至少一个对象的所述焦平面，

其中所述标量测量基于所述第一清晰度测量和所述第二清晰度测量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括标识所述经重构图像中的所述至少一个对象，

其中以下步骤被应用于所述经重构图像中对应于所述至少一个对象的局部区域：

执行所述第一边缘检测和所述第二边缘检测；

获得所述第一清晰度测量和所述第二清晰度测量；以及

确定所述至少一个对象的所述焦平面。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，标识所述经重构图像中的至少一个对象包括：

数字化所述经重构图像；

标识具有相同数字化值的连通区域；以及

分割所述连通区域中的每一者。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

多个对象被标识，

对应于所述多个对象的多个焦平面被确定，并且

其中，所述方法进一步包括：将对应于所述多个对象中的每一者的图像区域在对应焦平面中拼接在一起以形成合成图像，所述合成图像包含所述多个对象中的每一者。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一统计离差测量或所述第二统计离差测量包括标准偏差。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，获得所述第一清晰度测量或获得所述第二清晰度测量包括：

获得所述第一边缘检测或所述第二边缘检测的结果的梯度幅值；以及

获得所述梯度幅值的标准偏差值。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个不同焦点深度中的所述至少两个深度包括均匀分布在预定范围中的各深度。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，均匀分布在所述预定范围中的所述各深度包括所述预定范围的第一四分位数、第二四分位数以及第三四分位数。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

基于所确定的焦平面来确定所述多个不同焦点深度中的至少一个进一步深度；

针对所述至少一个进一步深度执行所述第一边缘检测和所述第二边缘检测；

获得所述至少一个进一步深度的第一清晰度测量和第二清晰度测量；以及

基于所述至少一个进一步深度的清晰度标量测量来调整所述焦平面。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

基于所确定的焦平面来确定所述多个不同焦点深度中的至少一个进一步深度；

基于所述经重构图像的幅度来针对所述至少一个进一步深度执行第二阶段边缘检测；以及

基于所述第二阶段边缘检测的结果来评估所述至少一个对象的第二阶段清晰度测量。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述至少两个深度均匀分布在第一预定深度范围中，

所述至少一个进一步深度包括均匀分布在第二深度范围中的各深度，

所述第二深度范围窄于所述第一预定深度范围，并且

所述第二深度范围是基于所述至少两个深度的所述清晰度标量测量的所述比较来确定的。