用模板匹配法選取光斑質(zhì)心探測(cè)窗口

根據(jù)Hartman傳感器探測(cè)人眼波像差時(shí)的光斑特點(diǎn), 提出了模板匹配法選取光斑窗口的質(zhì)心探測(cè)方法。本方法與P rieto 的質(zhì)心探測(cè)方法相比, 提高了質(zhì)心探測(cè)精度。對(duì)光斑陣列的仿真計(jì)算結(jié)果表明,用本文提出的方法質(zhì)心探測(cè)誤差的rm s值降低了53. 7 %。另外, 本方法還避免了P rieto 方法中多次迭代的質(zhì)心計(jì)算, 減少了運(yùn)算量。
用于探測(cè)人眼波像差的光信號(hào)來(lái)自人眼的反射光, 光信號(hào)較弱。Hartm an 傳感器由于其光能利用率高, 通常可在弱光條件下工作, 因此是目前探測(cè)人眼波像差的主流形式。在Hartm an 傳感器中, 通常采用精度高、量子效率高和可靠性高的CCD 相機(jī)作為探測(cè)器件[ 1 ] , 探測(cè)光斑陣列的各光斑質(zhì)心位置。波像差的探測(cè)精度依賴于子孔徑光斑的質(zhì)心探測(cè)和計(jì)算精度[ 2 ]。關(guān)于CCD 相機(jī)產(chǎn)生質(zhì)心探測(cè)誤差的各種因素及其造成的質(zhì)心探測(cè)誤差已經(jīng)有較詳細(xì)的分析[3～ 4 ]。由于用CCD 作探測(cè)器件, 那么存在的光子噪聲、讀出噪聲和由目標(biāo)背景、雜散光、以及電路直流偏置等原因引起的背景噪聲都會(huì)產(chǎn)生質(zhì)心探測(cè)誤差。光斑質(zhì)心探測(cè)窗口大于光斑部分, 只是增加噪聲。只有當(dāng)探測(cè)窗口尺寸與光斑完全吻合時(shí), 探測(cè)窗口引起的質(zhì)心探測(cè)誤差最小。因此, 探測(cè)窗口選取對(duì)質(zhì)心探測(cè)精度的影響十分重要。P rieto 等人[ 5 ]報(bào)道了逐步縮小探測(cè)窗口尺寸的質(zhì)心探測(cè)方法, 但該方法有時(shí)會(huì)出現(xiàn)光斑的一小部分在探測(cè)窗口之外, 影響了質(zhì)心探測(cè)精度。
本文對(duì)P rieto 等人的方法進(jìn)行了分析, 并根據(jù)Hartm an 傳感器探測(cè)人眼波像差時(shí)光斑的特點(diǎn), 提出用模板匹配法選取光斑探測(cè)窗口, 實(shí)現(xiàn)質(zhì)心探測(cè)。模板匹配法是一種檢測(cè)圖像中的線條、曲線、圖案的有效方法[ 6 ]。與P rieto 的方法相比較, 本文提出的方法有探測(cè)精度高和運(yùn)算量少的特點(diǎn)。