用模板匹配法選取光斑質(zhì)心探測窗口

根據(jù)Hartman傳感器探測人眼波像差時的光斑特點, 提出了模板匹配法選取光斑窗口的質(zhì)心探測方法。本方法與P rieto 的質(zhì)心探測方法相比, 提高了質(zhì)心探測精度。對光斑陣列的仿真計算結(jié)果表明,用本文提出的方法質(zhì)心探測誤差的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)心計算, 減少了運算量。
用于探測人眼波像差的光信號來自人眼的反射光, 光信號較弱。Hartm an 傳感器由于其光能利用率高, 通?？稍谌豕鈼l件下工作, 因此是目前探測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 相機作為探測器件[ 1 ] , 探測光斑陣列的各光斑質(zhì)心位置。波像差的探測精度依賴于子孔徑光斑的質(zhì)心探測和計算精度[ 2 ]。關(guān)于CCD 相機產(chǎn)生質(zhì)心探測誤差的各種因素及其造成的質(zhì)心探測誤差已經(jīng)有較詳細的分析[3～ 4 ]。由于用CCD 作探測器件, 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產(chǎn)生質(zhì)心探測誤差。光斑質(zhì)心探測窗口大于光斑部分, 只是增加噪聲。只有當(dāng)探測窗口尺寸與光斑完全吻合時, 探測窗口引起的質(zhì)心探測誤差最小。因此, 探測窗口選取對質(zhì)心探測精度的影響十分重要。P rieto 等人[ 5 ]報道了逐步縮小探測窗口尺寸的質(zhì)心探測方法, 但該方法有時會出現(xiàn)光斑的一小部分在探測窗口之外, 影響了質(zhì)心探測精度。
本文對P rieto 等人的方法進行了分析, 并根據(jù)Hartm an 傳感器探測人眼波像差時光斑的特點, 提出用模板匹配法選取光斑探測窗口, 實現(xiàn)質(zhì)心探測。模板匹配法是一種檢測圖像中的線條、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精度高和運算量少的特點。