[发明专利]基于结构光照的随机散射光学超衍射极限成像方法

摘要

本发明公开了一种基于结构光照的随机散射光学超衍射极限成像方法，主要解决现有同类技术工艺复杂、成像分辨率低的问题。其技术方案是：1.对采集到的原始图像进行图像亮度均一化处理和傅立叶变换操作，获得对应的频谱；2.通过控制空间光调制器在0°、45°、90°和135°每个方向上输入三个不同的相位值，组成3×3线性方程组并求解，以分离出每个方向上的0级、+1级和‑1级频谱成像信息，得到四组结构光照明的频率分量，并对其进行频率拼接，得到扩展频谱；3.在频率域内获取随机散射介质的传输矩阵数据立方体；4.根据该立方体和扩展频谱重建观测目标图像。本发明具有成像分辨率高的优点，可用于光学超分辨率成像。

主权项

一种基于结构光照的随机散射光学超衍射极限成像方法，包括以下步骤：(1)对CCD相机采集到的原始图像进行图像亮度均一化处理，以消除由光源波动对图像亮度的影响；(2)对图像亮度均一化处理后的图像进行傅立叶变换操作，获得对应的频谱；(3)通过控制空间光调制器在0°、45°、90°和135°每个方向上输入三个不同的相位值，组成3×3线性方程组并求解，以分离出每个方向上的0级、+1级和‑1级频谱成像信息；(4)由四个方向上分离出的0级、+1级和‑1级频谱成像信息的重叠区域，得到四组结构光照明的频率分量k_i，i∈{0°,45°,90°,135°}；(5)利用余弦函数的傅里叶变换特性，将得到的四组结构光照明的频率分量k_i进行频率拼接，得到扩展频谱k₀±k_i，其中k₀为原始频率分量；(6)利用角谱理论在频率域内获取随机散射介质的传输矩阵数据立方体E_m；(7)根据结构光照明扩展的频谱k₀±k_i和随机散射介质的传输矩阵数据立方体E_m，通过成像图像重建ASCIRA算法重建出观测目标图像。