1.一种基于微透镜阵列的三维重建方法,其特征在于,包括如下步骤:
导入多个光场原始数据,对多个所述光场原始数据进行白图像处理,得到目标白图像;
筛选所述目标白图像中亮度值最大的坐标,筛选后得到多个微透镜中心坐标,并通过所有的微透镜中心坐标构建得到微透镜阵列面坐标;
通过CCD相机获得子孔径图像,并导入点光源数据,并分析所述子孔径图像、所述点光源数据和所述微透镜阵列面坐标得到估计值,并将所述估计值作为三维重建的结果;
所述点光源数据包括点光源坐标和点光源强度;
所述分析所述子孔径图像、所述点光源数据和所述微透镜阵列面坐标得到估计值的过程包括:基于PSF模型对所述点光源坐标、所述点光源强度和所述微透镜阵列面坐标进行光强分布的计算,得到光强分布;
对所述光强分布和所述子孔径图像进行估计值的计算,得到估计值;
所述对所述光强分布和所述子孔径图像进行估计值的计算,得到估计值的过程包括:通过第一式和预设迭代次数对所述光强分布和所述子孔径图像进行估计值的计算,得到估计值,所述第一式为:f'i+1(x,y,z)={g(x,y,z)/[fi'(x,y,z)*h(x,y,z)]*h(‑x,‑y,‑z)}fi'(x,y,z),其中,f'i+1(x,y,z)为第i+1次迭代的估计值,fi'(x,y,z)为第i次迭代的估计值,g(x,y,z)为子孔径图像,f1'(x,y,z)=g(x,y,z),h(x,y,z)为光强分布,h(‑x,‑y,‑z)为h(x,y,z)的共轭表示。
2.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的三维重建方法,其特征在于,所述对多个所述光场原始数据进行白图像处理,得到目标白图像的过程包括:分别从各个所述光场原始数据中提取与各个所述光场原始数据对应的多个原始白图像;
分别对提取的各个所述原始白图像进行标定,得到与各个所述原始白图像对应的标定后白图像;
分别对各个所述标定后白图像进行去噪处理,得到与各个所述原始白图像对应的去噪后白图像;
对所有的去噪后白图像进行均值处理,得到目标白图像。
3.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的三维重建方法,其特征在于,所述筛选所述目标白图像中亮度值最大的坐标,筛选后得到多个微透镜中心坐标的过程包括:利用matlab工具筛选所述目标白图像中亮度值最大的坐标,筛选后得到多个微透镜中心坐标。
4.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的三维重建方法,其特征在于,所述基于PSF模型对所述点光源坐标、所述点光源强度和所述微透镜阵列面坐标进行光强分布的计算,得到光强分布的过程包括:基于PSF模型对所述点光源坐标、所述点光源强度和所述微透镜阵列面坐标进行光强分布的计算,得到光强分布,所述PSF模型为:其中,
其中,
其中,α≈arcsin(NA/n),
其中,ωu1为CCD相机上坐标为u1的像素点的空间频率,ωv1是传感器上坐标为v1的像素点的空间频率, 和 均为傅里叶变换,h(x,y,z)为光强分布,U(x,y,z)为微透镜阵列球面波,T(x,y,z)为微透镜阵列,Φ(x,y,z)为相位掩模,D为微透镜数值孔径,s为微透镜阵列面横坐标,t为微透镜阵列面纵坐标,comb为二维梳状函数,f0为显微物镜焦距,M为放大倍数,λ为点光源强度,α为物镜孔径最大入射角,J0为贝塞尔函数,rect()为矩形函数,|| ||2为欧几里得范数,(x,y,z)为点光源坐标,n为透镜折射率,NA为物镜的数值孔径。
5.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的三维重建方法,其特征在于,所述通过所有的微透镜中心坐标构建得到微透镜阵列面坐标之前,还包括步骤:导入与各个所述微透镜中心坐标对应的两微透镜间距,并分别计算各个所述微透镜中心坐标以及与所述微透镜中心坐标相邻的微透镜中心坐标的距离,得到与各个所述微透镜中心坐标对应的中心坐标距离;
分别判断各个所述中心坐标距离是否均等于与各个所述微透镜中心坐标对应的两微透镜间距,若是,则通过所有的微透镜中心坐标构建得到微透镜阵列面坐标;若否,则将各个不等于的中心坐标距离对应的两微透镜间距的中点作为所述中心坐标距离对应的微透镜中心坐标。
6.一种基于微透镜阵列的三维重建装置,其特征在于,包括:
白图像处理模块,用于导入多个光场原始数据,对多个所述光场原始数据进行白图像处理,得到目标白图像;
图像筛选模块,用于筛选所述目标白图像中亮度值最大的坐标,筛选后得到多个微透镜中心坐标,并通过所有的微透镜中心坐标构建得到微透镜阵列面坐标;
三维重建结果获得模块,用于通过CCD相机获得子孔径图像,并导入点光源数据,并分析所述子孔径图像、所述点光源数据和所述微透镜阵列面坐标得到估计值,并将所述估计值作为三维重建的结果;
所述点光源数据包括点光源坐标和点光源强度;
所述三维重建结果获得模块中,分析所述子孔径图像、所述点光源数据和所述微透镜阵列面坐标得到估计值的过程包括:基于PSF模型对所述点光源坐标、所述点光源强度和所述微透镜阵列面坐标进行光强分布的计算,得到光强分布;
对所述光强分布和所述子孔径图像进行估计值的计算,得到估计值;
所述三维重建结果获得模块中,对所述光强分布和所述子孔径图像进行估计值的计算,得到估计值的过程包括:通过第一式和预设迭代次数对所述光强分布和所述子孔径图像进行估计值的计算,得到估计值,所述第一式为:f'i+1(x,y,z)={g(x,y,z)/[fi'(x,y,z)*h(x,y,z)]*h(‑x,‑y,‑z)}fi'(x,y,z),其中,f'i+1(x,y,z)为第i+1次迭代的估计值,fi'(x,y,z)为第i次迭代的估计值,g(x,y,z)为子孔径图像,f1'(x,y,z)=g(x,y,z),h(x,y,z)为光强分布,h(‑x,‑y,‑z)为h(x,y,z)的共轭表示。
7.一种基于微透镜阵列的三维重建系统,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,当所述处理器执行所述计算机程序时,实现如权利要求1至5任一项所述的基于微透镜阵列的三维重建方法。
8.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,当所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1至5任一项所述的基于微透镜阵列的三维重建方法。