一种光学系统像差校正方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明涉及像差校正，具体涉及一种光学系统像差校正方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、人工智能时代是一个智能感知技术无处不在的新时代，每个设备、每个物体都将具备智能感知能力，这意味着智能感知模块必将向尺寸更小、运行速度更快、功能更敏捷、产量更大的方向演化。

2、基于传统光学成像系统的感知模块普遍采用精密复杂的镜头或镜头组来消除光学系统的像差，虽然能够一次性得到清晰的图像，但是其存在设计难度大、加工成本高和装调困难等难点，这一定程度上限制了传统感知模块的大规模应用。基于简单光学元件的智能感知模块采用少量的非定制光学元件，大大降低设计光学系统的设计难度、加工成本和光学系统的装调难度，并且显著降低光学成像系统的尺寸、重量和功耗，有利于智能感知模块的普及。但是，基于简单光学元件的成像系统无法一次性地对像差进行充分的校正，因此，其直接拍摄的图像是模糊的，还需要采用像差校正技术进一步消除像差，弥补光学元件设计简化导致的成像质量下降的不足，使像差校正后的图像质量能够与基于传统光学成像系统的感知模块直接拍摄的图像质量相比拟。

3、常见的像差包括球差、色差、畸变等，像差会导致成像结果与实际情况不符。通过分析点扩散函数的形态和大小，可以确定成像系统的像差类型和程度，从而采取相应的校正措施，提高成像质量。目前，像差校正的方法利用点扩散函数的大小和形状描述光学成像系统在成像过程中产生的误差，其对不同视场位置图像的处理缺乏针对性，校正效果差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种光学系统像差校正方法、装置、设备和存储介质，以解决现有像差校正方法对不同视场位置图像的处理缺乏针对性，校正效果差的技术问题。

2、第一方面，本发明提供了一种光学系统像差校正方法，包括：获取经过待测光学系统的空间分布点扩散函数和目标感光图像，其中，所述空间分布点扩散函数通过获取空间分布点光源图像经过所述待测光学系统后的图像得到，所述目标感光图像通过获取目标图像经过所述待测光学系统后的图像得到，所述空间分布点光源图像和所述目标图像的尺寸和分布位置相同；按照预设比例分别将所述空间分布点扩散函数和所述目标感光图像分割为若干子点扩散函数和对应的若干目标感光子图像；将所述子点扩散函数作为像差校正算法的卷积核对对应的目标感光子图像进行去模糊，得到像差校正后的目标感光子图像；将像差校正后的目标感光子图像进行拼接得到完整图像。

3、本发明的一种光学系统像差校正方法，通过获取经过待测光学系统的空间分布点扩散函数和目标感光图像；按照预设比例分别将所述空间分布点扩散函数和所述目标感光图像分割为若干子点扩散函数和对应的若干目标感光子图像；将所述子点扩散函数作为像差校正算法的卷积核对对应的目标感光子图像进行去模糊，得到像差校正后的目标感光子图像；将像差校正后的目标感光子图像进行拼接得到完整图像，能够对目标感光图像和空间分布点扩散函数进行统一的分割和处理，对不同视场子图片尤其是视场边缘的处理是有针对性的，校正效果好。

4、可选地，所述将所述子点扩散函数作为像差校正算法的卷积核对对应的目标感光子图像进行去模糊，得到像差校正后的目标感光子图像，包括：将目标感光子图像进行噪声剔除；将所述子点扩散函数作为像差校正算法的卷积核对对应的剔除噪声后的目标感光子图像进行解卷积，得到像差校正后的目标感光子图像。

5、在该方式中，通过噪声剔除和解卷积，使得到的像差校正后的目标感光子图像更加接近真实图像。

6、可选地，所述将像差校正后的目标感光子图像进行拼接得到完整图像，包括：根据所述目标感光图像的特征和相对位置将像差校正后的目标感光子图像进行拼接并减小相邻目标感光子图像间的边缘突变。

7、在该方式中，可有效避免相邻目标感光子图像间边缘的突变，使拼接图像效果更好。

8、可选地，所述将所述子点扩散函数作为像差校正算法的卷积核对对应的目标感光子图像进行去模糊，得到像差校正后的目标感光子图像，包括：采用并行计算的方式，将所述子点扩散函数作为像差校正算法的卷积核对对应的目标感光子图像进行去模糊，得到像差校正后的目标感光子图像。

9、该方式通过将图像分割为低像素的子图，大大降低了图像处理过程对算力和显存的要求，采用并行计算的方法，可以大大缩短图像处理的时间。

10、可选地，所述空间分布点光源图像和所述目标图像均通过液晶显示器生成并显示。

11、在该方式中，利用液晶显示器对空间分布点光源图像和目标图像显示，能够快速更换空间分布点光源图像和目标图像，液晶显示器不需要机械结构就能更新目标，能够有效避免由于更换图像引起的光路变化，实验测量条件的一致性高，同时液晶显示器的像素尺寸可以做到很小，因此可以得到极小的光斑，像素数可以达到4k甚至更高，能够得到不同密度的星点板图像，空间分布点光源图像和目标图像尺寸相同且像差变化完全一致，可以准确测量空间分布点扩散函数。

12、可选地，所述空间分布点光源图像为星点板图像，所述星点板图像包括n×m个星点，n和m均为正整数。

13、通过采用星点板图像作为空间分布点光源图像，可以直接测量得到空间分布点扩散函数。

14、第二方面，本发明提供了一种光学系统像差校正装置，包括：图像获取模块，用于获取经过待测光学系统的空间分布点扩散函数和目标感光图像，其中，所述空间分布点扩散函数通过获取空间分布点光源图像经过所述待测光学系统后的图像得到，所述目标感光图像通过获取目标图像经过所述待测光学系统后的图像得到，所述空间分布点光源图像和所述目标图像的尺寸和分布位置相同；图像分割模块，用于按照预设比例分别将所述空间分布点扩散函数和所述目标感光图像分割为若干子点扩散函数和对应的若干目标感光子图像；像差校正模块，用于将所述子点扩散函数作为像差校正算法的卷积核对对应的目标感光子图像进行去模糊，得到像差校正后的目标感光子图像；拼接模块，用于将像差校正后的目标感光子图像进行拼接得到完整图像。

15、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的光学系统像差校正方法。

16、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的光学系统像差校正方法。

17、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行如第一方面或其对应的任一实施方式的光学系统像差校正方法。

技术特征：

1.一种光学系统像差校正方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种光学系统像差校正方法，其特征在于，所述将所述子点扩散函数作为像差校正算法的卷积核对对应的目标感光子图像进行去模糊，得到像差校正后的目标感光子图像，包括：

3.根据权利要求1所述的一种光学系统像差校正方法，其特征在于，所述将像差校正后的目标感光子图像进行拼接得到完整图像，包括：

4.根据权利要求1所述的一种光学系统像差校正方法，其特征在于，所述将所述子点扩散函数作为像差校正算法的卷积核对对应的目标感光子图像进行去模糊，得到像差校正后的目标感光子图像，包括：

5.根据权利要求1所述的一种光学系统像差校正方法，其特征在于，所述空间分布点光源图像和所述目标图像均通过液晶显示器生成并显示。

6.根据权利要求5所述的一种光学系统像差校正方法，其特征在于，所述空间分布点光源图像为星点板图像，所述星点板图像包括n×m个星点，n和m均为正整数。

7.一种光学系统像差校正装置，其特征在于，包括：

8.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1至6中任一项所述的光学系统像差校正方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至6中任一项所述的光学系统像差校正方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行如权利要求1至6中任一项所述的光学系统像差校正方法。

技术总结
本发明涉及像差校正技术领域，公开了一种光学系统像差校正方法、装置、设备和存储介质，该方法包括：获取经过待测光学系统的空间分布点扩散函数和目标感光图像；按照预设比例分别将空间分布点扩散函数和目标感光图像分割为若干子点扩散函数和对应的若干目标感光子图像；将子点扩散函数作为像差校正算法的卷积核对对应的目标感光子图像进行去模糊，得到像差校正后的目标感光子图像；将像差校正后的目标感光子图像进行拼接得到完整图像，本发明通过对目标感光图像和空间分布点扩散函数进行统一的分割和处理，对不同视场子图片尤其是视场边缘的处理是有针对性的，校正效果好。

技术研发人员：王英策,刘有海,亢兴旺
受保护的技术使用者：启元实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/8/13