[发明专利]基于相空间光学的数字自适应校正方法及系统

权利要求书

1.基于相空间光学的数字自适应校正系统，其特征在于，包括：

光学输入模块，用于将物体输入信号转化为光学信息；

相空间调制模块，用于对放置在像面附近的微透镜阵列进行调制，将带有物体信息的光学信号转化为相空间四维信息；

采集模块，用于记录三维场景在各个视角方向上的相空间图像；

同步触发模块，用于所述相空间调制模块与所述采集模块的同步硬件控制、同时触发；

数字自适应校正三维重建模块，用于在迭代重建三维信息或者二维图像的过程中，利用光场的多视角信息估计光学像差，并将像差信息用于重建过程中以去除像差；

所述数字自适应校正三维重建模块，包括：

三维重建模块，用于使用迭代算法对四维相空间信息进行一次三维或二维重建，得到被重建的三维体积或二维图像；

光学像差估计模块，用于沿不同子孔径，对所述被重建的三维体积或二维图像进行前向投影，得到四维前向投影，并比较所述四维前向投影与四维相空间分布，计算两者之间的光流分布，再根据系统参数校正光流分布，去除散焦相位与平移相位的影响，从而估计出不同子孔径下的光学像差；

光学像差校正模块，用于将所述光学像差反作用于迭代算法的前向投影模型之中，对光学像差进行校正；

迭代更新模块，将所述三维重建模块、光学像差估计模块、光学像差校正模块进行循环迭代，直至达到迭代算法迭代上限。

2.根据权利要求1所述的基于相空间光学的数字自适应校正系统，其特征在于，所述光学输入模块包括：光源、物体及第一透镜，使用所述光源经所述第一透镜照射在所述物体上，将输入物体的信息转化为光学信息。

3.根据权利要求2所述的基于相空间光学的数字自适应校正系统，其特征在于，所述相空间调制模块由相空间调制器件构成，所述相空间调制器件通过在像面附近放置微透镜阵列，采集微透镜阵列后焦面附近的空间局部的频域信息，获得四维相空间信息。

4.根据权利要求3所述的基于相空间光学的数字自适应校正系统，其特征在于，所述采集模块包括：第二透镜及图像传感器，所述第二透镜用于放大或缩小成像光束，匹配光学衍射极限分辨率与所述图像传感器的分辨率，所述图像传感器用于进行四维相空间图像采集。

5.根据权利要求4所述的基于相空间光学的数字自适应校正系统，其特征在于，所述同步触发模块包括：硬件程序单元及控制器，所述硬件程序单元用于产生所述相空间调制模块与所述采集模块所需的脉冲电压信号；所述控制器用于将所述脉冲电压信号输出至所述相空间调制模块与所述采集模块，进行同步控制。

6.基于相空间光学的数字自适应校正方法，其特征在于，包括：

通过构建的相空间光学系统，对照明端光路或采集端光路进行调制，采集四维相空间图像，并进行预处理；

在迭代重建三维信息或者二维图像的过程中，利用光场的多视角信息估计光学像差，并将像差信息用于重建过程中以去除像差；

所述在迭代重建三维信息或者二维图像的过程中，利用光场的多视角信息估计光学像差，并将像差信息用于重建过程中以去除像差的过程包括：

对四维相空间信息进行一次三维或二维重建，得到被重建的三维体积或二维图像；

沿不同子孔径，对所述被重建的三维体积或二维图像进行前向投影，得到四维前向投影，并比较所述四维前向投影与四维相空间分布，计算两者之间的光流分布，再根据系统参数校正光流分布，去除散焦相位与平移相位的影响，从而估计出不同子孔径下的光学像差；

将所述光学像差反作用于迭代算法的前向投影模型之中，对光学像差进行校正；

进行循环迭代，直至达到迭代算法迭代上限。