[发明专利]一种横向束流截面处理方法及装置

说明书

本发明公开了一种横向束流截面处理方法及装置，该方法包括：获取原始失真横向束流截面图像，对所述失真横向束流截面图像进行预处理，将所述预处理后的失真横向束流截面图像输入到预先训练得到的条件生成对抗网络模型的生成器，所述生成器用于对所述失真横向束流截面进行处理后输出，最后将所述生成器输出结果量化为真实横向束流截面图像。本发明基于条件生成对抗网络算法，通过条件生成对抗网络的生成器对失真横向束流截面图像的复原处理，解决了横向束流截面的测量受到光学成像系统点扩散函数影响，导致横向束流截面测量分辨率低，横向束流尺寸测量不精确的问题，在可见光成像的范畴内即可提高横向束流截面测量的分辨率，该方法可靠性高，研发成本低，实用性强。

技术领域

本发明涉及同步辐射光源束流诊断技术领域，尤其涉及一种横向束流截面的处理方法及装置。

背景技术

横向束流截面为同步辐射光源的重要参数，通过测量横向束流截面及尺寸可以间接得到同步辐射光源的发射度参数，该参数是表征光源性能的核心要素。储存环为一种环形加速器，广泛应用于同步辐射光源及环形对撞机中。此外在同步辐射光源上，由于横向束流截面直观反映束流横向分布特征，因此横向束流截面的测量还可以用于监测束流轨道及束流不稳定性，可以作为逐束团反馈系统及轨道反馈系统调试的重要参照依据。下一代先进同步辐射光源如基于衍射极限储存环的同步辐射光源，横向完全相干需要储存环中的束流具有极低的发射度，其横向束流尺寸为微米量级，需要具有超高空间分辨率测量能力的技术才能实现如此微小的横向束流截面及尺寸的精确测量，因此横向束流截面的测量是一项非常重要又极具挑战性的任务。

当前，基于同步辐射光成像的已有横向束流截面测量方法由于受到成像系统点扩散函数的影响，导致横向束流截面的测量分辨率受限，横向束流尺寸测量的精度无法满足实际需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种横向束流截面的处理方法及装置，克服已有横向束流截面测量方法的缺点和不足，提出利用条件生成对抗网络模型的生成器处理失真的横向束流截面图像的方法，由于基于同步辐射光的横向束流截面成像系统的点扩散函数可以通过建模及数值计算的方法得到，因此可以通过图像复原的手段对受到点扩散函数影响的失真横向束流截面进行处理，从而去除成像系统点扩散函数影响得到真实横向束流截面图像，因此本发明该方法可以去除成像系统点扩散函数的影响得到真实横向束流截面图像，突破衍射受限系统对横向束流截面测量分辨率的限制，提高横向束流截面尺寸的测量精度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种横向束流截面处理方法，包括如下步骤：

步骤S101、获取原始失真的横向束流截面图像；

步骤S102、将所述原始失真横向束流截面图像进行预处理后，输入到预先训练得到的条件生成对抗网络模型的生成器，所述生成器对所述失真横向束流截面图像进行处理；其中：

所述预先训练得到的条件生成对抗网络模型通过下述步骤构建：

(A1)获取p组训练样本作为训练数据集，每组训练样本包括第一截面图像及第二截面图像，所述第一截面图像为失真横向束流截面图像，所述第二截面图像为真实横向束流截面图像；获取q组失真横向束流截面图像样本作为验证数据集；

(A2)构建条件生成对抗网络模型，所述条件生成对抗网络模型包括生成器和判别器：所述生成器为具有对称跳跃连接的编码器-解码器架构，其中所述编码器中的每一个模块包括卷积层、批归一化层及激活层，所述解码器中的每一个模块包括反卷积层、批归一化层、拼接层及激活层；所述判别器为PatchGAN架构，且所述判别器中的每一个模块包括卷积层、批归一化层及激活层；