[发明专利]一种时间分辨重叠关联成像术

摘要

本发明公开了一种时间分辨重叠关联成像术，是一种用于提供图像数据的方法。该方法利用采集的相关联衍射图像重构目标物体的区域的相关信息。该方法步骤包括：获取目标图像，直到采集足够的相关联图像；通过增强型重叠关联成像术迭代引擎(ePIE)获得目标对象对于时间平均的重构；以重构全部时间序列的目标对象及探针函数为目标，改变初始输入，通过增强型重叠关联成像术迭代引擎(ePIE)最终获得结果。对于现有技术中存在的包括重叠关联成像术(Ptychography)以及很多其他成像技术，都只能够重建静态的目标对象的信息问题本发明能够获得目标对象的时间分辨的重构。

主权项

1.一种时间分辨重叠关联成像术，其步骤如下：(1)：通过重叠关联成像术所表示的获取图像方法获取一组图像，并确定对应采集时间点，同时记录下探针函数对应原点的位移；(2)：确定一组重构时间点和对应的重构时间区间；包括如下步骤：(2.1)确定一组重构时间点{t1,t2...tM}，满足t1m，令集合满足使得将满足条件tr_r∈[t_m‑τ1,t_m+τ2]的下标重新组合为一个集合，这一集合所对应的图像将用于步骤(4)，其中1≤m≤M；(3)：利用一种构造三维目标对象区域的方法完成对目标对象以及探针函数的重构，结果作为后续步骤的初值；三维的目标对象被分成S层的准二维目标对象，对于厚度为D的目标对象，为达到d的轴向分辨率，令这里的括号内数值[.]代表向下取整，目标对象的厚度D可以通过其他检测手段获得，而S为任意自然数；(4)：对于单个重构时间点进行目标对象以及探针函数的重构；步骤(4.1)：将步骤(3)的结果，作为目标对象以及探针函数的初始条件；步骤(4.2)：使用采集的图像中的一幅更新目标对象以及探针函数，并计算均方根误差；步骤(4.2.1)：采用分层的方式，对目标对象进行切片分层，将三维的目标对象分成S层的准二维目标对象，目标对象的第一层切片的前表面的波函数等于当前更新的探针函数；步骤(4.2.2)：利用现阶段重构的目标对象，获取波函数在所有目标对象切片前表面以及后表面的波函数；上一步获得的波函数ψi,1，多次重复利用公式：获得{ψ_i,1,ψ_i,2,...ψ_i,S},{ψ_e,1,ψ_e,2,...ψ_e,S}；其中，ψ_i,s、ψ_e,s为波函数，为目标对象，H为波函数在真空中的传递函数，下标i代表波函数在目标对象前表面的数学形式，第一个下标e代表波函数在目标对象后表面的数学形式，第二个下标s代表目标对象的切片标号，s∈{1,2,…S}，从面对辐射入射方向的第一层切片标号为1，向远离辐射入射的方向标号逐步增加；z为传播距离，w为无量纲的频谱坐标，λ为波长；下标j代表迭代次数，j＝0,1,2,3...；t_m为时间点；步骤(4.2.3)：利用图像的模量替换在探测平面的波函数的模量，并计算均方根误差；步骤(4.2.4)：利用步骤(4.2.2)获得的数据，使用一种构造三维目标对象区域的方法更新算符，更新目标对象以及各切片前后表面的波函数；使用更新算符如下：U(ψe,s‑1)＝FFT[FFT‑1[U(ψi,s)]×H‑1]更新算符中，α代表目标对象更新速度，β代表波函数的更新速度，0<α≤1,0<β≤1,，更新算符中，ψi_,s与ψe_,s代表在不同位置的波函数，代表目标对象，符号代表对符号内数值，取其所处平面的模量最大值，并平方，符号*代表取共轭；U(ψi,s)U(ψe,s‑1)代表更新后的目标对象和各切片前后表面的波函数；步骤(4.2.5)：更新的探针函数等于目标对象在第一层切片的前表面的波函数；步骤(4.3)：重复步骤(4.2)，直到使用完所有的图像，并计算均方根误差对所用图像的平均值；这些图像所需满足的条件在步骤(2.2)中给出；步骤(4.4)：重复步骤(4.2)‑(4.3)，直到获得需要的目标对象以及探针函数的更新；(5)：重复步骤(4)，获得所有重构时间点的目标对象及探针函数的重构，组合得到目标对象及探针函数对时间分辨的重构。