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原文传递衍射距离校准方法及系统和图像重建方法及系统

专利名称：	衍射距离校准方法及系统和图像重建方法及系统
摘要：	本发明公开一种衍射距离校准方法及系统和图像重建方法及系统。本发明提供的校准方法及系统，利用图像熵的方法评价相干衍射计算中重建图像的收敛性，并在校准衍射距离时通过随机相位约束来增加利用图像熵评价衍射图收敛性的准确度，因此能够精准确定衍射距离。根据校准后的精确衍射距离，应用叠层显微成像方法进行图像重建时，输入的衍射距离是无偏参数，能够极大地增强重建算法的收敛性和唯一解的约束，因此，能够显著提高叠层显微成像重建的图像分辨率，从而提高成像质量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国科学院大学
发明人：	马锐;杨栋宇;于韬;祝玉鹏;孙鑫凯;陶冶;张书源;史祎诗
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910659780.3
公开号：	CN110308117A
代理机构：	北京高沃律师事务所
代理人：	刘凤玲
分类号：	G01N21/47(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100049 北京市石景山区玉泉路19号甲
主权项：	1.一种衍射距离的校准方法，其特征在于，所述校准方法包括：获取样品的衍射图强度、衍射距离计算值、校准步长和衍射距离区间长度；对所述衍射图强度施加随机相位约束，获得衍射图复振幅分布；根据衍射距离区间长度和校准步长确定校准总步数；根据所述衍射图复振幅分布确定每一步校准对应的振幅分布图；计算各所述振幅分布图的图像熵；根据各所述图像熵的大小对所述衍射距离计算值进行校准。 2.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述对所述衍射图强度施加随机相位约束，获得衍射图复振幅分布，具体包括：根据公式：对所述衍射图强度施加随机相位约束，获得衍射图复振幅分布；其中，ψ(X,Y)M,N表示复振幅，I(X,Y)M,N表示衍射图强度，exp[i2πφM,N(X,Y)]表示随机相位函数。 3.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述根据衍射距离区间长度和校准步长确定校准总步数，具体包括：根据公式：确定校准总步数；其中，L表示总步数，D表示衍射距离区间长度，Δd表示校准步长。 4.根据权利要求3所述的校准方法，其特征在于，所述根据所述衍射图复振幅分布确定每一步校准对应的振幅分布图，具体包括：将所述衍射图复振幅分布逆衍射到样品平面，获得每一步校准对应的样品平面复振幅分布；对各所述样品平面复振幅分布进行取模运算，获得每一步校准对应的振幅分布图。 5.根据权利要求4所述的校准方法，其特征在于，所述根据各所述图像熵的大小对所述衍射距离计算值进行校准，具体包括：对各所述图像熵进行排序，筛选出最大的图像熵；将图像熵最大的振幅分布图对应的衍射距离作为校准后的衍射距离，校准后的衍射距离为其中，d表示校准后的衍射距离，n*表示图像熵最大的振幅分布图对应的校准步数。 6.一种衍射距离的校准系统，其特征在于，所述校准系统包括：参数获取模块，用于获取样品的衍射图强度、衍射距离计算值、校准步长和衍射距离区间长度；相位约束模块，用于对所述衍射图强度施加随机相位约束，获得衍射图复振幅分布；校准步数确定模块，用于根据衍射距离区间长度和校准步长确定校准总步数；振幅分布图确定模块，用于根据所述衍射图复振幅分布确定每一步校准对应的振幅分布图；图像熵计算模块，用于计算各所述振幅分布图的图像熵；校准模块，用于根据各所述图像熵的大小对所述衍射距离计算值进行校准。 7.一种图像重建方法，其特征在于，所述图像重建方法包括：采用权利要求1-5任一项所述的校准方法对叠层显微成像装置的衍射距离计算值进行校准，获得校准衍射距离；根据所述校准衍射距离，采用叠层重建成像方法对成像目标进行图像重建。 8.一种图像重建系统，其特征在于，所述图像重建系统包括：衍射距离校准模块，用于采用权利要求1-5任一项所述的校准方法对叠层显微成像装置的衍射距离计算值进行校准，获得校准衍射距离；成像模块，用于根据所述校准衍射距离，采用叠层重建成像方法对成像目标进行图像重建。
所属类别：	发明专利