CN112415879A - 一种结构光场调控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于结构光场调控技术领域，提供一种结构光场调控方法及系统，通过生成与目标光场对应的第一灰度全息图；对所述第一灰度全息图进行二值化处理，得到第三灰度全息图；对所述第三灰度全息图进行误差补偿，得到第四灰度全息图；加载所述第四灰度全息图至数字微镜器件，根据所述第四灰度全息图像控制所述数字微镜器件中各微镜的开关状态，以调制入射至所述数字微镜器件的参考光束的光强度，得到与所述目标光场对应的目标光束，可以有效提高光场的精度、分辨率及光场调控的性能。
Description
技术领域
本申请属于结构光场调控技术领域，尤其涉及一种结构光场调控方法及系统。
背景技术
结构光场调控技术，即通过对光场振幅、相位和偏振态等空间分布特征进行调控，将传统的基模高斯光束调制为目标所需的空间结构光场。与传统的衍射光学元件相比，数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)是一种振幅型的数字空间光调制器，需要加载二值化全息图实现波前调制操作。
在现有技术中，超像素法是将相邻的多个像素构造成一个组合像素以实现高精度的调控，超像素法对目标平面的单个像素实现了较高精度的调控，与干涉全息法相比，超像素算法编码产生的光场具有更高的精度，但却以牺牲空间分辨率为代价。干涉全息法则通过计算目标光场和平面波的干涉生成灰度全息图，二值化的振幅型数字微镜器件可以利用灰度全息图调制光场，通过脉宽调制的方式实现固定积分时间内的平均强度的调制，但是这种方法调制得到的光场不稳定，最终会呈现出精确度不足的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种结构光场调控方法、控制设备、系统及存储介质，以解决现有技术中采用干涉全息法生成灰度全息图，并通过二值化的振幅型数字微镜器件利用灰度全息图调制光场，导致得到的光场不稳定、精确度不足的问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种结构光场调控方法，包括：
生成与目标光场对应的第一灰度全息图；
对所述第一灰度全息图进行二值化处理，得到第三灰度全息图；
对所述第三灰度全息图进行误差补偿，得到第四灰度全息图；
加载所述第四灰度全息图至数字微镜器件，根据所述第四灰度全息图像控制所述数字微镜器件中各微镜的开关状态，以调制入射至所述数字微镜器件的参考光束的光强度，得到与所述目标光场对应的目标光束。
本申请实施例的第二方面提供一种控制设备，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，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请实施例的第一方面所述结构光场调控方法的步骤。
本申请实施例的第三方面提供一种结构光场调控系统，包括如本申请实施例的第二方面所述的控制设备以及与所述控制设备连接的光源、数字微镜器件和图像传感器；
所述光源，用于发射参考光束；
所述数字微镜器件，用于根据所述第四灰度全息图像调制所述参考光束的光强度，得到目标光束；
所述图像传感器，用于感应所述目标光束并输出感应信号至所述控制设备；
所述控制设备，用于根据所述感应信号执行如本申请实施例的第一方面所述结构光场调控方法的步骤，得到所述目标光束的光强度分布。
本申请实施例的第四方面提供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，所述计算机程序被处理器执行时实现如本申请实施例的第一方面所述结构光场调控方法的步骤。
本申请实施例的第一方面提供的结构光场调控方法，通过生成与目标光场对应的第一灰度全息图；对所述第一灰度全息图进行二值化处理，得到第三灰度全息图；对所述第三灰度全息图进行误差补偿，得到第四灰度全息图；加载所述第四灰度全息图至数字微镜器件，根据所述第四灰度全息图像控制所述数字微镜器件中各微镜的开关状态，以调制入射至所述数字微镜器件的参考光束的光强度，得到与所述目标光场对应的目标光束，基于数字微镜器件的二值化调制特性，对灰度全息图进行二值化处理并进行误差补偿，以减少二值化处理过程中的总误差，抑制了灰度全息图的多次衍射级引起的噪声，优化了二值化处理过程，从而可以有效提高光场的精度、分辨率及光场调控的性能。
可以理解的是，上述第二方面至第四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。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的结构光场调控方法的第一种流程示意图；
图2是本申请实施例提供的结构光场调控方法的第二种流程示意图；
图3是本申请实施例提供的结构光场调控方法的第三种流程示意图；
图4是本申请实施例提供的第三灰度全息图中的4个邻近像素；
图5是本申请实施例提供的对第三灰度全息图中的像素进行误差补偿处理的方向；
图6是本申请实施例提供的结构光场调控方法的第四种流程示意图；
图7是本申请实施例提供的结构光场调控方法的第五种流程示意图；
图8是本申请实施例提供的控制设备的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的结构光场调控系统的第一种结构示意图；
图10是本申请实施例提供的结构光场调控系统的第二种结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或阵列的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、阵列和/或其集合的存在或添加。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”及其变形表示“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
本申请实施例提供的结构光场调控方法可以应用于平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、服务器等控制设备上，具体可以由控制设备的处理器在运行具有相应功能的计算机程序时执行，用来控制光源、数字微镜器件、图像传感器等器件的工作状态，以实现结构光场调控。本申请实施例对控制设备的具体类型不作任何限制。
在一个实施例中，控制设备可以与图像传感器集成于一体构成一个图像传感设备。处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)或图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)，还可以是其他通用处理器、系统级芯片(System-on-a-Chip，SOC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件阵列等。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。
如图1所示，本申请实施例提供的结构光场调控方法，包括由控制设备的处理器执行的如下步骤S101至S104：
步骤S101、生成与目标光场对应的第一灰度全息图。
在一个实施例中，可以通过全息干涉术编码生成第一灰度全息图。全息干涉术具体可以为数字全息干涉，即通过提取目标光场的干涉信息，生成干涉条纹。在控制设备中这些干涉条纹是由不同灰度等级的一个个像素组成，每一个像素包含目标光场的灰度信息，取值范围为0～255，即构成第一灰度全息图。需要理解的是，第一灰度全息图所包含的目标光场的灰度信息由目标光场所对应的像素的幅值和相位共同决定。
步骤S102、对第一灰度全息图进行二值化处理，得到第三灰度全息图。
在一个实施例中，首先对第一灰度全息图进行归一化处理，然后对归一化处理后得到的第二灰度全息图中每个像素的灰度值重新赋值，得到第三灰度全息图。
如图2所示，在一个实施例中，步骤S102包括如下步骤S201和S202：
步骤S201、对第一灰度全息图进行归一化处理，得到第二灰度全息图。
在一个实施例中，将第一灰度全息图进行归一化处理计算公式为：
其中，
为进行归一化处理后的第一灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的灰度值(也即，第二灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的灰度值)，P(x,y)为第一灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的灰度值，P(x,y)∈[0,255]，归一化后的第一灰度全息图中各像素的灰度值的范围为[0,1](也即第二灰度全息图中各像素的灰度值的范围为[0,1])。
步骤S202、根据预设灰度阈值，重新赋值第二灰度全息图中各像素的灰度值，得到第三灰度全息图。
在一个实施例中，基于步骤S201获取的第二灰度全息图，其中坐标为(x,y)的像素的灰度值
设置预设灰度值阈值为0.5，若
则将第二灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的灰度值赋值为1(也即第三灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的灰度值s(x,y)＝1)，否则，将第二灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的灰度值赋值为0(也即第三灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的灰度值s(x,y)＝0)。应当理解的是，预设灰度值阈值可以根据获取的第二灰度全息图中各像素的灰度值进行设置，此处不作限制。
在一个实施例中，步骤S202包括：
将第二灰度全息图中灰度值大于预设灰度阈值的像素的灰度值重新赋值为1、灰度值小于或等于预设灰度阈值的像素的灰度值重新赋值为0，得到第三灰度全息图。
步骤S103、对第三灰度全息图进行误差补偿，得到第四灰度全息图。
如图3所示，在一个实施例中，步骤S103包括如下步骤S301和S302：
步骤S301、根据第二灰度全息图中各像素的灰度值、第三灰度全息图中各像素的灰度值，计算与第三灰度全息图中各像素对应的误差。
在一个实施例中，步骤S301中与第三灰度全息图中各像素对应的误差的计算公式为：
其中，e(x,y)表示与第三灰度全息图中坐标为(x,y)的像素对应的误差，s(x,y)表示第三灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的灰度值，
表示第二灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的灰度值；
步骤S302、根据第三灰度全息图中各像素的灰度值、与第三灰度全息图中各像素对应的误差以及与第三灰度全息图中各像素对应的预设加权系数，对第三灰度全息图中各像素的灰度值进行误差补偿，得到第四灰度全息图。
在一个实施例中，步骤S302中第四灰度全息图中各像素灰度值的计算公式为：
其中，N(x+a,y+b)表示第四灰度全息图中坐标为(x+a,y+b)的像素的灰度值，
表示第二灰度全息图中坐标为(x+a,y+b)的像素的灰度值，c(a,b)表示与第三灰度全息图中坐标为(x+a,y+b)的像素对应的预设加权系数。
在一个实施例中，采用预设加权系数对第二灰度全息图中各像素的灰度值进行误差补偿之后，即得到第四灰度全息图中各相应像素的灰度值，预设加权系数可以根据实际需要进行设置。
在一个实施例中，步骤S302包括：
通过扩散抖动算法，根据第三灰度全息图中各像素的m个邻近像素的灰度值、与第三灰度全息图中各像素的m个邻近像素对应的误差以及与第三灰度全息图中各像素的m个邻近像素一一对应的m个预设加权系数，对第三灰度全息图中各像素的m个邻近像素的灰度值进行误差补偿，得到第四灰度全息图；其中，m大于或等于2，与第三灰度全息图中各像素的m个邻近像素对应的m个预设加权系数之和等于1。
在一个实施例中，m等于4，第三灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的4个邻近像素的坐标分别为(x+1,y-1)，(x+1,y)，(x+1,y+1)以及(x,y+1)。
在一个实施例中，可以通过扩散抖动算法(Floyd&Steinberg)对第三灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的m个邻近像素进行误差补偿，得到第四灰度全息图，以减少二值化处理过程中的误差，m的数值可以根据实际需要进行设置，例如，m等于4时，对第三灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的4个邻近像素进行误差补偿，这4个邻近像素具体可以是坐标分别为(x+1,y-1)，(x+1,y)，(x+1,y+1)及(x,y+1)的像素，与这四个邻近像素对应的预设加权系数分别为c(1,-1)、c(1,0)、c(1,0)、c(1,1)，这些预设加权系数的值可根据实际情况进行设置，保证c(1,-1)+c(1,0)+c(1,0)+c(1,1)＝1即可，余下的像素可按照第三灰度全息图中像素的行方向顺序或列方向顺序进行同样的处理，此处不做限制。
图4示例性的示出了第三灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的4个邻近像素，分别为与预设加权系数α、β、γ及θ对应的箭头所指的像素；其中，α+β+γ+θ＝1。
图5示例性的示出了对第三灰度全息图中的像素进行误差补偿处理的方向，也即箭头所指的行方向。
步骤S104、加载第四灰度全息图至数字微镜器件，根据第四灰度全息图像控制数字微镜器件中各微镜的开关状态，以调制入射至数字微镜器件的参考光束的光强度，得到与目标光场对应的目标光束。
数字微镜器件是一种数字空间光调制器，通过加载存储在其上的第四灰度全息图进行波前调制操作。利用数字微镜器件对传统的基模高斯光束进行振幅、相位和偏振态等空间分布进行调控，将光束调制成所需的目标光场。数字微镜器件由百万个微镜组成，可根据第四灰度全息图所包含的目标光场的信息，即振幅和相位，控制每一个微镜的开关状态。
如图6所示，在一个实施例中，步骤S104包括如下步骤S601和S602：
步骤S601、加载第四灰度全息图至数字微镜器件；
步骤S602、根据与第四灰度全息图像中各像素的灰度值和各像素对应的目标光场中光束的信息，控制数字微镜器件中与第四灰度全息图中各像素对应的微镜的开关状态，以调制入射至数字微镜器件的各微镜的参考光束的光强度，得到与目标光场对应的目标光束。
更具体地，因第四灰度全息图中包含目标光场的信息，根据第四灰度全息图提供的灰度值，调控数字微镜器件上各微镜的开状态和关状态，以实现对参考光束的光束整形。第四灰度全息图中像素的灰度值越大表示对应的微镜处于开状态的时间越长，反射的光能越多，整形后该微镜处得到的目标光束的光强度越强；反之，第四灰度全息图中像素的灰度值越小表示对应的微镜处于开状态的时间越短，反射的光能越少，整形后该微镜处得到的目标光束的光强度越弱。
如图7所示，在一个实施例中，步骤S602包括如下步骤S701至S703：
步骤S701、根据与第四灰度全息图像中各像素的灰度值，得到数字微镜器件中与第四灰度全息图中各像素对应的微镜处于开状态的时间和处于关状态的时间。
在一个实施例中，数字微镜器件中与第四灰度全息图中各像素对应的微镜处于开状态的时间和处于关状态的时间的计算公式为：
t1+t2＝t；
其中，t1表示数字微镜器件中与第四灰度全息图中坐标为(x,y)的像素对应的微镜处于开状态的时间，t2表示数字微镜器件中与第四灰度全息图中坐标为(x,y)的像素对应的微镜处于关状态的时间，N(x,y)表示第四灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的灰度值，t表示预设单位时间。
在一个实施例中，根据微镜处于开状态和关状态的时间的比值来表示每各微镜所在位置处的第四灰度全息图中像素灰度值，即整形后该微镜处得到的目标光束的光强度。预设单位时间可以根据实际需要进行设置，该时间等于数字微镜器件进行一次调制的持续时间。
步骤S702、根据与第四灰度全息图像中各像素对应的目标光场的信息，得到数字微镜器件中与第四灰度全息图中各像素对应的微镜的光学反射率。
在一个实施例中，从物理角度上，加载有第四灰度全息图的数字微镜器件可等效于二维周期性阵列结构光栅。根据衍射光学的物理原理，光栅结构的整体平移会引入整体相移，从而改变入射衍射光场的相位分布；光栅宽度的改变则会改变光栅的衍射效率，从而调制入射衍射光场的振幅分布。通过调控结构光栅的宽度和位置的参量，可以从光栅的一级衍射场处得到所需目标光场。
在一个实施例中，数字微镜器件中与第四灰度全息图中各像素对应的微镜的光学反射率的计算公式(也即二维光栅函数表达式)为：
其中，T(x,y)表示与第四灰度全息图中坐标为(x,y)的像素对应的微镜的光学反射率，sgn()表示符号函数，x0表示与第四灰度全息图中坐标为(x,y)的像素对应的微镜的中心位置的横坐标，p(x,y)表示与第四灰度全息图中坐标为(x,y)的像素对应的微镜的位置偏移量(也即光栅的位置偏移量)，w(x,y)表示与第四灰度全息图中坐标为(x,y)的像素对应的微镜的宽度(也即光栅的宽度)，A(x,y)表示与第四灰度全息图像中坐标为(x,y)的像素对应的目标光场的振幅，
表示与第四灰度全息图像中坐标为(x,y)的像素对应的目标光场的相位。
在一个实施例中，第四灰度全息图中坐标为(x,y)的像素对应的目标光场的复振幅表达式为
应当理解的是，微镜的光学反射率与目标光场的表达式不限于此，此处不作限制。由求取数字微镜器件中各微镜的光学反射率可知，通过引入sgn函数进行判断，完成二值化的过程，使得各微镜的光学反射率为0或1。
步骤S703、根据数字微镜器件中与第四灰度全息图中各像素对应的微镜的光学反射率、处于开启状态的时间以及处于关闭状态的时间，控制数字微镜器件中各微镜的开关状态，以调制入射至数字微镜器件的各微镜的参考光束的光强度，得到与目标光场对应的目标光束。
在一个实施例中，微镜的光学反射率的0或1代表着微镜处于开状态或者关状态，根据各微镜的光学反射率、处于开启状态的时间以及处于关闭状态的时间，控制各微镜的开关状态，可以实现对入射至各微镜处的参考光束的调制，使调制后的参考光束的光强度等于所需实现的目标光场对应的目标光束的光强。
如图8所示，本申请实施例提供的控制设备1，包括：至少一个处理器11(图8中仅示出一个处理器)、存储器12以及存储在存储器12中并可在至少一个处理器11上运行的计算机程序13，处理器11执行计算机程序13时实现上述各个结构光场调控方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，控制设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，图8仅仅是控制设备的举例，并不构成对控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
在一个实施例中，存储器在一些实施例中可以是控制设备的内部存储单元，例如，控制设备的内存。存储器在另一些实施例中也可以是控制设备的外部存储设备，例如，系统上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括控制设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据以及其他程序等，例如，计算机程序的程序代码等。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
如图9所示，本申请实施例还提供一种结构光场调控系统100，包括控制设备1以及与控制设备1连接的光源2、数字微镜器件3和图像传感器4；
光源3，用于发射参考光束200；
数字微镜器件3，用于根据第四灰度全息图像调制参考光束的光强度，得到目标光束300；
图像传感器4，用于感应目标光束300并输出感应信号至控制设备1；
控制设备1，用于根据感应信号得到目标光束300的光强度分布。
在一个实施例中，控制设备对目标光束的光强度分布进行记录并存储，以便后续对结构光场方法的精度和分辨率进行分析验证，具体验证方法为将根据感应信号得到目标光束的光强度分布与预期的目标光场的光强度分布进行比较，二者的相似度越高，则表明精度和分辨率越高。
在一个实施例中，光源可以是发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、激光二极管(Laser Diode，LD)、边缘发射激光器(Edge Emitting Laser，EEL)、垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)等。光源所发射的参考光束可以是可见光、红外光、紫外光等。图像传感器可以是电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)器件。
在一个实施例中，结构光场调控系统还包括：
第一光学组件，设置于光源和数字微镜器件之间，用于对参考光束进行扩束；
第二光学组件，设置于数字微镜器件和图像传感器之间，用于将目标光束会聚至图像传感器。
在一个实施例中，第一光学组件和第二光学组件可以根据实际需要选择具有相应的扩束和会聚功能的光学器件。
如图10所示，在一个实施例中，第一光学组件包括第一透镜5和第二透镜6，第一透镜5和第二透镜6依次设置于光源2和数字微镜器件3之间，第一透镜5与第二透镜6之间的距离等于第一透镜5的焦距与第二透镜6的焦距之和；
第一透镜5，用于将参考光束会聚至第一透镜5和第二透镜6的焦点处；
第二透镜6，用于对经由第一透镜5聚焦后的参考光束进行扩束。
如图10所示，在一个实施例中，第二光学组件包括第三透镜7和针孔过滤器8，第三透镜7和针孔过滤器8依次设置于数字微镜器件3和图像传感器4之间，第三透镜7与针孔过滤器8之间的距离等于第三透镜7的焦距；
第三透镜7，用于将目标光束聚焦至针孔过滤器8；
针孔过滤器8，用于对经由第三透镜7聚焦后的目标光束进行过滤并会聚至图像传感器4。
本申请实施例基于数字微镜器件的二值化调制特性，对灰度全息图进行二值化处理，通过引入误差扩散算法对灰度全息图的编码过程进行优化，将像素的误差扩散开，以减少二值化编码处理过程中的总误差，抑制了灰度全息图的多次衍射级引起的噪声，优化了二值化编码处理过程，从而可以有效提高光场的精度、分辨率及光场调控的性能。
本申请实施例还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，计算机程序被控制设备执行时实现上述结构光场调控方法实施例中的步骤。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在控制设备上运行时，使得控制设备执行上述结构光场调控方法实施例中的步骤。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种结构光场调控方法，其特征在于，包括：
生成与目标光场对应的第一灰度全息图；
对所述第一灰度全息图进行二值化处理，得到第三灰度全息图；
对所述第三灰度全息图进行误差补偿，得到第四灰度全息图；
加载所述第四灰度全息图至数字微镜器件，根据所述第四灰度全息图像控制所述数字微镜器件中各微镜的开关状态，以调制入射至所述数字微镜器件的参考光束的光强度，得到与所述目标光场对应的目标光束。
2.如权利要求1所述的结构光场调控方法，其特征在于，所述对所述第一灰度全息图进行二值化处理，得到第三灰度全息图，包括：
对所述第一灰度全息图进行归一化处理，得到第二灰度全息图；
根据预设灰度阈值，重新赋值所述第二灰度全息图中各像素的灰度值，得到第三灰度全息图。
3.如权利要求2所述的结构光场调控方法，其特征在于，所述根据预设灰度阈值，重新赋值所述第二灰度全息图中各像素的灰度值，得到第三灰度全息图，包括：
将所述第二灰度全息图中灰度值大于预设灰度阈值的像素的灰度值重新赋值为1、灰度值小于或等于预设灰度阈值的像素的灰度值重新赋值为0，得到第三灰度全息图。
4.如权利要求2所述的结构光场调控方法，其特征在于，所述第三灰度全息图中各像素对应的误差的计算公式为：
其中，e(x，y)表示与所述第三灰度全息图中坐标为(x，y)的像素对应的误差，s(x，y)表示所述第三灰度全息图中坐标为(x，y)的像素的灰度值，
表示所述第二灰度全息图中坐标为(x，y)的像素的灰度值。
5.如权利要求4所述的结构光场调控方法，其特征在于，所述第四灰度全息图中各像素灰度值的计算公式为：
其中，N(x+a，y+b)表示所述第四灰度全息图中坐标为(x+a，y+b)的像素的灰度值，
表示所述第二灰度全息图中坐标为(x+a，y+b)的像素的灰度值，c(a，b)表示与所述第三灰度全息图中坐标为(x+a，y+b)的像素对应的预设加权系数。
6.如权利要求1所述的结构光场调控方法，其特征在于，所述加载所述第四灰度全息图至数字微镜器件，根据所述第四灰度全息图像控制所述数字微镜器件中各微镜的开关状态，以调制入射至所述数字微镜器件的参考光束的光强度，得到与所述目标光场对应的目标光束，包括：
加载所述第四灰度全息图至数字微镜器件；
根据与所述第四灰度全息图像中各像素的灰度值和各像素对应的所述目标光场中光束的信息，得到所述数字微镜器件中与所述第四灰度全息图中各像素对应的微镜的光学反射率；
根据所述数字微镜器件中与所述第四灰度全息图中各像素对应的微镜的光学反射率，控制所述数字微镜器件中与所述第四灰度全息图中各像素对应的微镜的开关状态，以调制入射至所述数字微镜器件的各微镜的参考光束的光强度，得到与所述目标光场对应的目标光束。
7.如权利要求6所述的结构光场调控方法，其特征在于，所述光束的信息包括振幅和相位；
所述数字微镜器件中与所述第四灰度全息图中各像素对应的微镜的光学反射率的计算公式为：
其中，T(x，y)表示与所述第四灰度全息图中坐标为(x，y)的像素对应的微镜的光学反射率，sgn()表示符号函数，x0表示与所述第四灰度全息图中坐标为(x，y)的像素对应的微镜的中心位置的横坐标，p(x，y)表示与所述第四灰度全息图中坐标为(x，y)的像素对应的微镜的位置偏移量，w(x，y)表示与所述第四灰度全息图中坐标为(x，y)的像素对应的微镜的宽度，A(x，y)表示与所述第四灰度全息图像中坐标为(x，y)的像素对应的所述目标光场的振幅，
表示与所述第四灰度全息图像中坐标为(x，y)的像素对应的所述目标光场的相位。
8.一种结构光场调控系统，其特征在于，包括控制设备连接的光源、数字微镜器件和图像传感器；
所述光源，用于发射参考光束；
所述数字微镜器件，用于根据所述第四灰度全息图像调制所述参考光束的光强度，得到目标光束；
所述图像传感器，用于感应所述目标光束并输出感应信号至所述控制设备；
所述控制设备，用于根据所述感应信号执行如权利要求1至7任一项所述结构光场调控方法的步骤，得到所述目标光束的光强度分布。
9.如权利要求8所述的结构光场调控系统，其特征在于，所述系统还包括第一光学组件，设置于所述光源和所述数字微镜器件之间，用于对所述参考光束进行扩束；
所述第一光学组件包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜依次设置于所述光源和所述数字微镜器件之间，所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离等于所述第一透镜的焦距与第二透镜的焦距之和；
所述第一透镜，用于将所述参考光束会聚至所述第一透镜和所述第二透镜的焦点处；
所述第二透镜，用于对经由所述第一透镜聚焦后的参考光束进行扩束。
10.如权利要求8所述的结构光场调控系统，其特征在于，所述系统还包括第二光学组件，设置于所述数字微镜器件和所述图像传感器之间，用于将所述目标光束会聚至所述图像传感器；
所述第二光学组件包括第三透镜和针孔过滤器，所述第三透镜和所述针孔过滤器依次设置于所述数字微镜器件和所述图像传感器之间，所述第三透镜与所述针孔过滤器之间的距离等于所述第三透镜的焦距；
所述第三透镜，用于将所述目标光束聚焦至所述针孔过滤器；
所述针孔过滤器，用于对经由所述第三透镜聚焦后的目标光束进行过滤并会聚至所述图像传感器。
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