[发明专利]一种基于均值梯度函数的光学扫描全息自聚焦方法

摘要

本发明提出了一种均值梯度函数来实现全息图像的自聚焦问题，属于光学扫描全息和自聚焦领域，主要解决了全息图像的自聚焦问题。本发明通过计算重建图像的均值梯度函数值来实现自聚焦，本发明可以有效的解决全息图像的自聚焦问题；同时均值梯度函数可以解决其它类型图像的自聚焦问题。

主权项

1.一种基于均值梯度函数的光学扫描全息自聚焦方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：第一偏振分束器将激光源发出的光分为两束，第一束光通过第一光瞳函数形成球面波，第二束光通过第二光瞳函数形成平面波，两束光经过第二偏振分束器聚光后干涉形成菲涅尔波带板，菲涅尔波带板再经过扫描振镜反射，对物体进行扫描，光电转换器接收透过物体的光，经过调制解调获取物体的全息图像；步骤2：对重建范围[l₁,l₂]进行n等分，其中l₁,l₂分别表示重建距离的上界和下界，n为正整数，将步骤1得到的全息图像进行傅里叶变换后，与点扩散函数的空间域表达式的傅里叶变换的共轭相乘，经过傅里叶逆变换得到相应的重建图像；步骤3：分别计算每一个重建图像的NAG值，NAG值的最大值所对应的重建距离z为最后得到物体的聚焦位置；其中步骤2等步长重建的具体过程如下：步骤2‑1：将重建范围[l₁,l₂]进行n等分，重建步长Δτ为其中，l₁,l₂分别表示重建距离的上界和下界；步骤2‑2：将步骤1得到的全息图像H(x,y)进行傅里叶变换后，分别与对应重建距离点扩散函数的空间域表达式h(x,y；z_p)的傅里叶变换的共轭相乘，经过傅里叶逆变换，即可得到相应的重建图像I(x,y；z_p)＝f^‑1{f{H(x,y)}×f^*{h(x,y；z_p)}}             (2)其中，z_p＝l₁+Δτ×(p‑1)，p＝1,2...,n，z_p表示第p个重建距离，*表示共轭，f和f^‑1分别表示傅里叶变换和傅里叶逆变换，λ表示激光波长，x和y表示空间坐标。