[發(fā)明專利]一種基于單像素成像的相機鏡頭點擴散函數(shù)測量方法

有效

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• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109708842B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜宏志;劉陽晨旭;趙慧潔;李旭東
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于單像素成像的相機鏡頭點擴散函數(shù)PSF測量方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)先將在液晶顯示屏沿著相機光軸垂直放置；

(2)在液晶顯示屏上顯示單像素成像所需的基圖像模式，采用相機進行拍攝得到圖像；基圖像模式為二維傅里葉變換的不同頻率正弦條紋圖像模式，每個頻率包含四步相移圖像模式，并通過相機拍攝采集對應(yīng)的圖像；

(3)再根據(jù)單像素成像技術(shù)，計算相機圖像上單個像素所對的一幅圖像，從而得到液晶顯示屏上每個點到相機圖像上單個像素的光傳輸系數(shù)；單像素成像技術(shù)指根據(jù)相機拍攝不同頻率的四步相移條紋圖像，計算獲得相機鏡頭點擴散函數(shù)PSF的二維傅里葉變換域系數(shù)，當(dāng)獲取了在二維傅里葉變換域圖像的所有系數(shù)之后，對變換域圖像做傅里葉逆變換，計算得到液晶顯示屏上任意一點到相機像素的光傳輸系數(shù)；

(4)對相機圖像上所有像素執(zhí)行單像素成像，獲得液晶顯示屏上所有點到相機圖像上所有像素點的光傳輸系數(shù)；

(5)根據(jù)相機圖像上所有像素點的光傳輸系數(shù)，取出這些光傳輸系數(shù)中對應(yīng)于液晶顯示屏同一點的值，重組形成液晶顯示屏上該點到相機圖像上的點擴散函數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(1)中的液晶顯示屏，應(yīng)該能夠完全位于相機視場中，且液晶顯示屏分辨率應(yīng)該高于相機視場分辨率，屏幕顯示區(qū)域應(yīng)該與相機待測PSF區(qū)域相對應(yīng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(5)中的重組形成液晶顯示屏上該點到相機圖像上的點擴散函數(shù)為：

對于相機每個像素(u_i，v_i)單像素成像所獲取的光傳輸系數(shù)h(u_i，v_i；x，y)，其中，

i＝1，2，...，w×h，

這里，w和h分別為相機圖像u軸和v軸的分辨率，(x，y)表示物平面液晶顯示屏幕上的點坐標(biāo)，提取其中與液晶顯示屏幕上同一坐標(biāo)點(x₀，y₀)對應(yīng)的光傳輸系數(shù)值h(u_i，v_i；x₀，y₀)；通過將各幅圖像中與屏幕上坐標(biāo)點(x₀，y₀)有關(guān)的h(u_i，v_i；x₀，y₀)全部組合起來，即可獲得屏幕上點(x₀，y₀)作為光點時，其在相機像素平面上形成的亮度分布，即傳統(tǒng)方法所獲得的相機鏡頭點擴散函數(shù)h′(x₀，y₀；u，v)，這里(u，v)表示像平面坐標(biāo)系坐標(biāo)；液晶顯示屏幕上點(x₀，y₀)的相機鏡頭點擴散函數(shù)h′(x₀，y₀；u，v)上任意一點(u_i，v_i)數(shù)值的具體計算公式為：

h′(x₀，y₀；u_i，v_i)＝h(u_i，v_i；x₀，y₀)。