基于哈特曼波前传感器光斑阵列图像直接斜率求解算法

一、背景介绍

夏克哈特曼波前传感器可获取光斑阵列图像，通常情况下，通过计算每个光斑的质心以获取斜率信息。此外，也可以通过对光斑阵列图像进行傅里叶变换来获取斜率信息。

当然，也可直接对光斑阵列图像直接进行解调，以获取斜率信息。此方法将光斑阵列图像作为一个整体来进行处理，将通过实际例子演示这一算法的可行性。

二、演示实例

当入射波前为理想平面波时，在CCD相机上能够形成规则排列的光斑阵列，如下图所示：

图1 参考光斑阵列图像(1024*1024)

而当入射波前有畸变时，子孔径范围内的波前倾斜会造成CCD上形成的光斑阵列偏移理想位置，得到偏移的光斑阵列图像如下图所示：

图2 偏移光斑阵列图像(1024*1024)

利用所开发的算法，直接对上述光斑阵列进行处理，可求解得到X方向上的斜率信息如下图所示：

图3 X方向斜率矩阵(1024*1024)

Y方向斜率矩阵如图所示：

图4 Y方向斜率矩阵(1024*1024)

资源获取

基于光斑阵列图像直接解调获取斜率的资源可从以下链接处获取：

https://download.csdn.net/download/qq_36584460/83651155

该资源包含以下内容：

1. 参考光斑阵列图像.bmp
2. 偏移光斑阵列图像.bmp
3. 光斑阵列图像直接斜率求解算法.m
4. 光斑阵列图像直接斜率求解算法-(GBK格式).m （防中文注释乱码格式）

此外，提供的算法可直接求光斑阵列斜率，我们可通过相应的重构算法对斜率进行重构(如模式法、区域法、傅里叶变换法等)。

三、傅里叶变换波前重构

求解得到上述X与Y方向斜率信息后，采用傅里叶变换波前重构算法，重构后的波前如下图所示：

图5 傅里叶变换重构波前相位

傅里叶变换重构算法可从如下链接处获取：

https://download.csdn.net/download/qq_36584460/83651322

该资源包含以下内容:

1. x方向斜率.mat
2. y方向斜率.mat
3. 傅里叶变换重构法.m
4. 傅里叶变换重构法-GBK格式.m (防中文注释乱码格式)

此资源提供的斜率数据，与第二部分演示中的数据一致，可下载进行配套使用！

如有任何疑问，可私信~