根據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心探測方法。本方法與P rieto 的質心探測方法相比, 提高了質心探測精度。對光斑陣列的仿真計算結果表明,用本文提出的方法質心探測誤差的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, 通常可在弱光條件下工作, 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心位置。波像差的探測精度依賴于子孔徑光斑的質心探測和計算精度[ 2 ]。關于CCD 相機產生質心探測誤差的各種因素及其造成的質心探測誤差已經有較詳細的分析[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生質心探測誤差。光斑質心探測窗口大于光斑部分, 只是增加噪聲。只有當探測窗口尺寸與光斑完全吻合時, 探測窗口引起的質心探測誤差最小。因此, 探測窗口選取對質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心探測方法, 但該方法有時會出現光斑的一小部分在探測窗口之外, 影響了質心探測精度。
本文對P rieto 等人的方法進行了分析, 并根據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, 實現質心探測。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。