[发明专利]一种基于二值化空间调制的衍射聚焦方法以及装置

权利要求书

1.一种基于二值化空间调制的衍射聚焦方法，其特征在于，包括如下步骤：

随机生成若干二值化数组并配置二值化空间调制器的调制状态，对入射波波面进行空间调制并获取若干衍射波强度,其中各衍射波强度均在预设的衍射波强度采集范围内获取；

构建评价模型，根据选择的待聚焦位置、所述二值化数组以及对应的衍射波强度，对所述评价模型进行训练；其中，所述评价模型用于反映二值化数组与衍射波强度中待聚焦位置的衍射波强度的映射关系；

构建策略模型，采用训练完备的评价模型对所述策略模型进行训练，其中，策略模型用于产生一个最优数组，所述最优数组作为所述评价模型的输入时可以使评价模型的输出最大化；

对所述最优数组进行二值化并配置二值化空间调制器的调制状态，以实现在待聚焦位置的聚焦。

2.根据权利要求1所述的基于二值化空间调制的衍射聚焦方法，其特征在于，所述随机生成若干二值化数组并配置二值化空间调制器的调制状态，对入射波波面进行空间调制并获取若干衍射波强度，包括：

步骤一、随机生成二值化数组；

步骤二、根据所述二值化数组改变二值化空间调制器的调制状态；

步骤三、获取传感器采集的位于所述二值化空间调制器之后有效区域内、与所述调制状态对应的入射波波面的衍射波强度；

步骤四、重复步骤一至步骤三，得到若干个衍射波强度以及与所述衍射波强度对应的二值化数组。

3.根据权利要求2所述的基于二值化空间调制的衍射聚焦方法，其特征在于，所述构建评价模型，根据选择的待聚焦位置、所述二值化数组以及对应的衍射波强度，对所述评价模型进行训练，包括：

选择待聚焦位置，分别获取每一个衍射波强度中待聚焦位置的衍射波强度，以得到若干个训练对，所述训练对为二值化数组与待聚焦位置的衍射波强度；

采用若干个训练对对构建的评价模型进行训练，其中，所述评价模型的输入为二值化数组，所述评价模型的输出为衍射波强度中待聚焦位置的衍射波强度。

4.根据权利要求3所述的基于二值化空间调制的衍射聚焦方法，其特征在于，所述构建策略模型，采用训练完备的评价模型对所述策略模型进行训练，包括：

构建策略模型，并随机生成一个输入数组；

以所述输入数组作为策略模型的输入，以所述策略模型的输出作为评价模型的输入，以所述评价模型的输出结果最大化作为训练目标，根据所述评价模型的输出更新所述策略模型，直至策略模型输出一个最优数组，所述最优数组作为所述训练完备的评价模型的输入时可以使评价模型的输出最大化。

5.根据权利要求4所述的基于二值化空间调制的衍射聚焦方法，其特征在于，所述对所述最优数组进行二值化并配置二值化空间调制器的调制状态，以实现在待聚焦位置的聚焦，包括：

获取最优数组，并将所述最优数组进行二值化处理，根据二值化处理后的最优数组配置二值化空间调制器的调制状态，以实现待聚焦位置的聚焦。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的基于二值化空间调制的衍射聚焦方法，其特征在于，所述评价模型和所述策略模型为机器学习模型，所述机器学习模型包括神经网络模型。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的基于二值化空间调制的衍射聚焦方法，其特征在于，当选择的待聚焦位置变化时，重新进行评价模型的训练、策略模型的训练、模型输出最优数组的二值化以及二值化空间调制器的配置，即可。

8.一种基于二值化空间调制的衍射聚焦装置，其特征在于，包括：

波的产生源，二值化空间调制器、波的强度探测装置，以及执行如权利要求1-7任一项所述的基于二值化空间调制的衍射聚焦方法所需要的计算及存储设备，其中，计算及存储设备执行数组的生成以及模型的构建以及训练，并读取强度探测装置测得的强度以及控制二值化空间调制设备的调制状态，所述波的产生源用于产生入射波。