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一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法技术

技术编号:41950945 阅读:110 留言:0更新日期:2024-07-10 16:38
本发明专利技术涉及一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法,包括:通过衍射光学元件成像,通过探测器对衍射光学元件的输出端进行图像采集,构建衍射光学元件成像模型生成探测器图像;通过维纳滤波图像恢复模型对探测器图像进行重建;通过使图像保真损失函数最小化,优化设计衍射光学元件的高度分布和维纳滤波参数;根据优化后的高度分布设置衍射光学元件并进行图像采集,在维纳滤波后串联图像精调处理神经网络,并进行优化训练,实现对图像恢复模型的精调处理。与现有技术相比,本发明专利技术具有简单可靠,对计算机的显存资源要求小,大大降低计算机的显存需求,可以实现更大口径的消色差衍射计算成像轻薄相机优化设计等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及相机设计,尤其是涉及一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法


技术介绍

1、轻薄光学相机在当代学术界和工业界都有迫切的需求,特别是在生物医学成像、机器视觉、消费电子等领域。传统的折射光学由于体积大,需要处理复杂的像差,因此在开发轻薄光学相机方面遇到了很大的障碍。近些年,随着平面衍射光学元件的快速发展,这大大降低了光学元件的形状因子,为轻薄光学相机的发展带来了巨大前景。但由于衍射光学元件的天然色散限制,衍射光学直接成像还存在较大的色差。一些研究提出通过直接二元搜索算法、粒子群算法等方法设计多级衍射结构,将不同波长的光重叠在焦点位置从而实现消色差,这也就是所谓的多级衍射透镜,也称消色差衍射透镜。

2、然而,消色差是有代价的。作为一种妥协,消色差衍射透镜引入了额外的波前像差。因此,通常需要后续的图像处理算法校正残余像差,提高成像质量。这种由消色差衍射透镜和图像处理算法共同组成的成像仪,就是消色差衍射计算成像相机。目前,消色差衍射计算成像相机有两种设计方法。

3、一种是以聚焦效率为优化目标,首先优化设计出衍射元件,然后在设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法,其特征在于,所述精调处理神经网络为ResUnet网络。

3.根据权利要求1所述的一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法,其特征在于,所述衍射光学元件的口径>25mm。

4.根据权利要求1所述的一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法,其特征在于,所述衍射光学元件成像模型的构建过程包括:

5.根据权利要求4所述的一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法,其特征在于,所述复振幅调制函数U2的计算表达...

【技术特征摘要】

1.一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法,其特征在于,所述精调处理神经网络为resunet网络。

3.根据权利要求1所述的一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法,其特征在于,所述衍射光学元件的口径>25mm。

4.根据权利要求1所述的一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法,其特征在于,所述衍射光学元件成像模型的构建过程包括:

5.根据权利要求4所述的一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法,其特征在于,所述复振幅调制函数u2的计算表达式为:

6.根据权利要求5所述的一种消色差衍射计算成像相机的混合设计方法,其特征在于,所述探测器的噪声模型包括高斯噪声和泊松噪声。

7.根据权利要求5所述的一种消色差...

【专利技术属性】
技术研发人员:程鑫彬顿雄张健邢裕杰王占山
申请(专利权)人:同济大学
类型:发明
国别省市:

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