[发明专利]一种高精度编码孔径成像方法

权利要求书

1.一种高精度编码孔径成像方法，其特征在于，所述方法基于编码孔径成像系统实现，所述方法包括：

步骤S1：获取待成像物体的模糊图像Image及强度点扩散函数g(x,y)；

步骤S2：根据获取到的待成像物体的模糊图像Image及强度点扩散函数g(x,y)，计算频域上光学传递函数OTF(0)和像的频谱f_Image；

步骤S3：根据频域上光学传递函数OTF(0)和像的频谱f_Image，通过维纳滤波法获得待成像物体的频谱f_Object(0)；

步骤S4：将频域上光学传递函数OTF(0)作为光学传递函数OTF分布的初始值，f_Object(0)作为频域上待成像物体分布的初始值，对光学传递函数和待成像物体的频谱进行交叉迭代，使得待成像物体的频谱信息f_Object和光学传递函数OTF收敛；

步骤S5：利用迭代更新后的待成像物体的频谱信息f_Object(i)和光学传递函数OTF(i)得到更新的像的频谱f_Image(i)；

步骤S6：对更新的像的频谱f_Image(i)进行逆傅里叶变换，得到像Image(i)，并计算其与步骤S1获取到的待成像物体的模糊图像Image之间的像残差ΔI(i)；

步骤S7：根据成像精度设定临界条件ε₀，当像残差ΔI(i)小于临界条件ε₀时，根据对应的待成像物体的频谱信息f_Object(i)和光学传递函数OTF(i)计算得到准确的物体Object。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编码孔径成像系统包括依次放置的光源、光阑、编码板和成像设备；其中，所述编码板为任意形状的编码板；光阑的直径为微米量级。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤a1，打开光源，使得光源通过光阑和编码板，成像设备获得对应的图像，对所获得的图像进行编码，作为强度点扩散函数g(x,y)；

步骤a2,将待成像物体放置在光阑处替代光阑，使得待成像物体的中心处于光轴上；打开光源，成像设备获得待成像物体的模糊图像Image，根据所述模糊图像Image获得待成像物体的编码强度图像Image(x,y)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

通过傅里叶变换获得频域上光学传递函数OTF(0)和像的频谱f_Image

其中F{}为傅里叶变换运算符。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

根据下式计算待成像物体的频谱f_Object(0)：

其中，ξ为一个设定的极小正数；OTF(0)^*为OTF(0)光学传递函数初值的共轭复数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

步骤b1：取OTF(0)为光学传递函数OTF分布的初始值，f_Object(0)为频域上待成像物体分布的初始值；

步骤b2：第i次迭代后的像频谱残差Δf_Image(i)表示为：

Δf_Image(i)＝f_Image-f_Object(i-1)*OTF(i-1)

其中，i＝1,2,…；f_Image表示成像频谱信息，f_Object(i-1)表示物体频谱信息，OTF(i-1)表示光学传递函数第(i-1)次迭代结果；

步骤b3：交替迭代更新物体的频谱信息f_Object(i)和OTF(i)信息，使得物体的频谱信息f_Object和光学传递函数OTF收敛；

其中，物体的频谱信息f_Object和光学传递函数OTF收敛条件为由二者得到的像残差的MSE均方根误差小于设定的精度要求。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

经过第i次迭代后，利用更新的物体频谱f_Object(i)和光学传递函数OTF(i)得到更新的像的频谱f_Image(i)为：

f_Image(i)＝f_Object(i)*OTF(i)。