[发明专利]一种基于单像素成像的相机镜头点扩散函数测量方法

权利要求书

1.一种基于单像素成像的相机镜头点扩散函数PSF测量方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)先将在液晶显示屏沿着相机光轴垂直放置；

(2)在液晶显示屏上显示单像素成像所需的基图像模式，采用相机进行拍摄得到图像；基图像模式为二维傅里叶变换的不同频率正弦条纹图像模式，每个频率包含四步相移图像模式，并通过相机拍摄采集对应的图像；

(3)再根据单像素成像技术，计算相机图像上单个像素所对的一幅图像，从而得到液晶显示屏上每个点到相机图像上单个像素的光传输系数；单像素成像技术指根据相机拍摄不同频率的四步相移条纹图像，计算获得相机镜头点扩散函数PSF的二维傅里叶变换域系数，当获取了在二维傅里叶变换域图像的所有系数之后，对变换域图像做傅里叶逆变换，计算得到液晶显示屏上任意一点到相机像素的光传输系数；

(4)对相机图像上所有像素执行单像素成像，获得液晶显示屏上所有点到相机图像上所有像素点的光传输系数；

(5)根据相机图像上所有像素点的光传输系数，取出这些光传输系数中对应于液晶显示屏同一点的值，重组形成液晶显示屏上该点到相机图像上的点扩散函数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的液晶显示屏，应该能够完全位于相机视场中，且液晶显示屏分辨率应该高于相机视场分辨率，屏幕显示区域应该与相机待测PSF区域相对应。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(5)中的重组形成液晶显示屏上该点到相机图像上的点扩散函数为：

对于相机每个像素(u_i，v_i)单像素成像所获取的光传输系数h(u_i，v_i；x，y)，其中，

i＝1，2，...，w×h，

这里，w和h分别为相机图像u轴和v轴的分辨率，(x，y)表示物平面液晶显示屏幕上的点坐标，提取其中与液晶显示屏幕上同一坐标点(x₀，y₀)对应的光传输系数值h(u_i，v_i；x₀，y₀)；通过将各幅图像中与屏幕上坐标点(x₀，y₀)有关的h(u_i，v_i；x₀，y₀)全部组合起来，即可获得屏幕上点(x₀，y₀)作为光点时，其在相机像素平面上形成的亮度分布，即传统方法所获得的相机镜头点扩散函数h′(x₀，y₀；u，v)，这里(u，v)表示像平面坐标系坐标；液晶显示屏幕上点(x₀，y₀)的相机镜头点扩散函数h′(x₀，y₀；u，v)上任意一点(u_i，v_i)数值的具体计算公式为：

h′(x₀，y₀；u_i，v_i)＝h(u_i，v_i；x₀，y₀)。