[发明专利]一种透射式无透镜三维显微重构方法及系统

权利要求书

1.一种透射式无透镜三维显微重构方法，其特征在于，所述方法包括：

获取不同采集位置所对应的图像样本并计算所述图像样本的样本振幅；

对获取的所有图像样本进行图像对齐；

基于图像对齐后的所有图像样本计算物平面预测光场；

使用所有图像样本的样本振幅的计算结果将物平面预测光场迭代恢复至物平面实际光场；

所述对获取的所有图像样本进行图像对齐：

根据获取的所有图像样本的样本振幅计算其对应的物平面光场；

使用相位相关法对不同采集位置的图像样本所对应的物平面光场进行图像对齐；

其中，所述物平面光场为在物平面位置上的光场，所述物平面位置是固定且预先确定的；

所述使用所有图像样本的样本振幅的计算结果将物平面预测光场迭代恢复至物平面实际光场包括：

根据物平面预测光场推算在不同采集位置对应的样本采集平面并将其记录为新的测算面；

使用不同采集位置对应的图像样本的样本振幅替代所述新的测算面的样本振幅并将其按采集位置的不同记录为其所对应的新的记录面；

通过衍射方程将所有新的记录面的光场信息衍射至物平面位置并对衍射结果进行均值计算；

将均值计算结果记录为新的物平面预测光场；

重复上述迭代过程，直到满足迭代停止条件；

当停止迭代后，将物平面预测光场输出为物平面实际光场。

2.如权利要求1所述的一种透射式无透镜三维显微重构方法，其特征在于，所述获取不同采集位置所对应的图像样本并计算所述图像样本的样本振幅包括：

设置图像采集平面在不同水平高度获取完整样本的至少两副数字图像；

根据采集位置的不同将采集的数字图像对应为不同采集位置的图像样本并计算其所对应的样本振幅。

3.如权利要求1所述的一种透射式无透镜三维显微重构方法，其特征在于，所述基于图像对齐后的所有图像样本计算物平面预测光场包括：

根据图像对齐的结果确认每个图像样本对应的物平面光场；

将所有图像样本对应的物平面光场进行均值计算得到物平面预测光场。

4.如权利要求1所述的一种透射式无透镜三维显微重构方法，其特征在于，所述使用不同采集位置对应的图像样本的样本振幅替代所述新的测算面的样本振幅并将其按采集位置的不同记录为其所对应的新的记录面的具体计算方式为：

其中，为新的测算面的衍射结果，l表示第l个样本，表示第l个样本的振幅，i表示虚数，表示当前物平面预测光场的包裹相位，k表示当前迭代的次数。

5.如权利要求4所述的一种透射式无透镜三维显微重构方法，其特征在于，其中，所述迭代停止条件为：计算新的测算面的振幅相对于图像样本的振幅的均方误差，当所述均方误差的值小于预设阈值时，停止迭代。