【技术实现步骤摘要】
本申请属于图像处理领域，更具体地，涉及一种基于点扩散函数的成像仿真方法、装置及电子设备。
技术介绍
1、在各种成像系统中，如光学显微镜、天文望远镜、数字相机以及医学影像设备中，成像质量是一个至关重要的指标。成像质量直接影响到使用这些系统进行观察、分析和诊断的准确性和有效性。传统评估成像质量的方法主要包括调制传递函数(mtf)、信噪比(snr)等，但这些方法往往需要复杂的实验设备和测量手段，且在某些情况下无法准确反映成像系统的综合性能。
2、目前，一些研究成果提出的方法已经能够进行成像质量评价，但这些方法大多集中在特定类型的成像系统，如光学显微镜或天文望远镜，并多半侧重于理论分析，缺乏具体的仿真步骤和实现途径；此外，在复杂光学成像系统中，传统的实验方法需要复杂的实验设备和测量手段，现有的仿真平台无法全面准确地反映成像系统的性能，因此目前的成像仿真方法的仿真结果准确性和仿真效率还存在着一定的缺陷。
3、因此，如何提高成像质量的准确性和效率，是当前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本申请的目的在于提供一种基于点扩散函数的成像仿真方法、装置及电子设备，旨在解决目前成像仿真准确性和效率不佳的问题。
2、第一方面，本申请提供了一种基于点扩散函数的成像仿真方法，包括：
3、建立光学系统拍摄图像对应的光源模型，获取光源模型的点光源经过所述光学系统作用后的点扩散函数；
4、根据所述光学系统的镜头材料和加工误差，对所述光
5、对各误差点扩散函数按照预设权重进行加权平均，得到综合点扩散函数；
6、将所述综合点扩散函数按照光线分布形成阵列图，将所述阵列图与拍摄图像进行卷积，得到模拟像差造成的模糊效果的退化图像；
7、将所述光学系统的畸变模型应用到所述拍摄图像中，得到模拟畸变的形变效果图像，基于所述形变效果图像和退化图像实现所述光学系统的成像仿真。
8、本申请实施例通过综合考虑光学系统的材料、加工误差、像差和畸变等因素，能够更精确地模拟实际光学系统的成像效果，进而提高成像仿真的准确性和效率，并且通过加权平均多个误差下的点扩散函数，能够反映出不同误差的综合影响，避免了仅考虑单一误差可能带来的偏差。通过卷积操作和畸变模型的应用，能够生成更接近真实光学系统成像效果的图像。
9、可选地，所述几何模型的更新包括：
10、根据所述光学系统各镜片的曲率半径、厚度、折射率分布，以及镜片表面的微观不规则性和位置偏差对所述几何模型进行更新；
11、将各镜片的参数随机扰动在公差范围内，得到具有不同误差的光学系统模型。
12、可选地，所述获取光源模型的点光源经过所述光学系统作用后的点扩散函数，包括：
13、对所述拍摄图像进行视场分块，得到多个视场块；
14、将各视场块的中心点作为当前视场范围的采样点；
15、利用采样点对光学系统进行光线追迹计算，获取所述点光源经过所述光学系统作用后的弥散斑；
16、根据所述弥散斑确定所述点扩散函数。
17、可选地，所述利用采样点对光学系统进行光线追迹计算，获取所述点光源经过所述光学系统作用后的弥散斑，包括：
18、确定采样点光线经过光学系统的光线路径，并确定在成像平面上形成的交点坐标；
19、对所述交点坐标进行像元归属计算，确定每个交点坐标的像面离散像元；
20、统计所述像面离散像元的接收到的交点数目，将所述交点数目映射为图像像素值，并对所述图像像素值进行归一化处理，根据处理后的像素图像得到所述弥散斑。
21、可选地，对各误差点扩散函数按照预设权重进行加权平均，得到综合点扩散函数，包括：
22、根据预设的加权因子对每个所述误差点扩散函数赋予不同的权重，对同意采样点的不同误差点扩散函数进行权重加权，得到综合考虑加工误差后的综合扩散函数；
23、其中，所述加权因子基于误差出现的频率或严重程度确定。
24、可选地，所述将所述阵列图与拍摄图像进行卷积，得到模拟像差造成的模糊效果的退化图像，包括：
25、将每个综合点扩散函数与原始图像进行卷积，得到单一视场作用下的退化图像集；
26、利用插值法件所述退化图像集进行融合，得到光学系统不同视场作用下的退化图像。
27、可选地，将所述光学系统的畸变模型应用到所述拍摄图像中，得到模拟畸变的形变效果图像，包括：
28、建立所述光学系统的畸变模型，利用插值法获取所述拍摄图像的像素值，根据所述像素值模拟畸变造成的形变效果，得到形变效果图像。
29、第二方面，本申请还提供一种基于点扩散函数的成像仿真装置，包括：
30、函数确定模块，用于建立光学系统拍摄图像对应的光源模型，获取光源模型的点光源经过所述光学系统作用后的点扩散函数；
31、模型更新模块，用于根据所述光学系统的镜头材料和加工误差，对所述光学系统的几何模型进行更新，得到具有不同误差的光学系统模型，并获取不同光学系统模型下的误差点扩散函数；
32、加权平均模块，用于对各误差点扩散函数按照预设权重进行加权平均，得到综合点扩散函数；
33、卷积模块，用于将所述综合点扩散函数按照光线分布形成阵列图，将所述阵列图与拍摄图像进行卷积，得到模拟像差造成的模糊效果的退化图像；
34、模拟畸变模块，用于将所述光学系统的畸变模型应用到所述拍摄图像中，得到模拟畸变的形变效果图像，基于所述形变效果图像和退化图像实现所述光学系统的成像仿真。
35、第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：至少一个存储器，用于存储程序；至少一个处理器，用于执行存储器存储的程序，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。
36、第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，当计算机程序在处理器上运行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。
37、第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在处理器上运行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。
38、可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
39、总体而言，通过本申请所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
40、(1)本申请通过对光源模型和点扩散函数的深入分析，能够更准确地评估光学系统在不同条件下的成像表现，并且能够通过明确各种因素(如镜头设计、材料特性、加工误差等)对最终图像质量的影响，进而提高成像仿真的准确本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于点扩散函数的成像仿真方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于点扩散函数的成像仿真方法，其特征在于，所述几何模型的更新包括：
3.根据权利要求1所述的基于点扩散函数的成像仿真方法，其特征在于，所述获取光源模型的点光源经过所述光学系统作用后的点扩散函数，包括：
4.根据权利要求3所述的基于点扩散函数的成像仿真方法，其特征在于，所述利用采样点对光学系统进行光线追迹计算，获取所述点光源经过所述光学系统作用后的弥散斑，包括：
5.根据权利要求1所述的基于点扩散函数的成像仿真方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的基于点扩散函数的成像仿真方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的基于点扩散函数的成像仿真方法，其特征在于，
8.一种基于点扩散函数的成像仿真装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一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，当所述计算机程序在处理器上运行时，使得所述处理器执行如权利
...【技术特征摘要】
1.一种基于点扩散函数的成像仿真方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于点扩散函数的成像仿真方法，其特征在于，所述几何模型的更新包括：
3.根据权利要求1所述的基于点扩散函数的成像仿真方法，其特征在于，所述获取光源模型的点光源经过所述光学系统作用后的点扩散函数，包括：
4.根据权利要求3所述的基于点扩散函数的成像仿真方法，其特征在于，所述利用采样点对光学系统进行光线追迹计算，获取所述点光源经过所述光学系统作用后的弥散斑，包括：
5.根据权利要求...
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