[发明专利]超分辨成像方法和等光程及非等光程超分辨成像系统

摘要

本发明公开了基于分数傅里叶变换域的超分辨成像方法和等光程及非等光程超分辨成像系统。该超分辨成像方法包括：采集物体不同分数阶的N个强度图像；首先利用随机函数初始化目标平面的复振幅，进行不同分数阶变换以得到在测量平面相应的相位和振幅，保留相位信息舍弃振幅信息；将此N个测量振幅图像及相应保留相位，组合成复振幅，并分别进行逆分数傅里叶变换得到相应N个目标平面图像，并将此N个目标平面图像的振幅和相位分别取算术平均值，所得振幅和相位的均值相结合即为下一次迭代中目标平面复振幅的更新值；不断利用以上步骤迭代计算得到重构复振幅，相应强度即为重构图像，经过多次迭代即可得到超光学分辨力的重构图像。

主权项

1.基于分数傅里叶变换域的超分辨成像方法，其特征在于，所述超分辨成像方法包括：步骤一、采集物体在相干光照明条件下的N个强度图像，以获得所述N个强度图像对应的N个强度图像振幅信息其中，所述N个强度图像的分数阶各不相同；步骤二、利用随机函数初始化目标平面的复振幅步骤三、对所述N个强度图像对应的N个分数阶进行分数傅里叶变换，以得到测量平面上与目标平面的复振幅相对应的相位信息和振幅信息A′_n，保留该相位信息而舍弃该振幅信息A′_n；步骤四、通过结合所述N个强度图像振幅信息及各自对应保留的相位信息获得所述测量平面对应的N个复振幅对所述测量平面对应的N个复振幅分别进行逆分数傅里叶变换而得到所述目标平面图像对应的N个复振幅步骤五、对所述目标平面图像对应的N个复振幅中的振幅和相位分别取算术平均值，以根据得到的振幅平均值和相位平均值来确定下一次迭代中目标平面复振幅的更新值；步骤六、判断当前迭代是否收敛，若收敛则结束迭代并执行步骤七；若不收敛则返回执行步骤三；步骤七、根据当前得到的目标平面的复振幅获得超分辨重构图像；步骤一中利用等光程超分辨成像系统来采集物体在相干光照明条件下的N个强度图像，其中，该等光程超分辨成像系统包括用于照明的相干光源、用于产生均匀照明光束的扩束镜、用于将光束一分为二的多个分光镜、用于收集图像的N个电荷耦合元件以及用于产生不同分数阶、焦距互不相等的N个凸透镜，所述相干光源发出的光照明待成像的物体后的透射光通过所述多个分光镜分为N路，每一路透射光分别经过该路对应的凸透镜后被对应的电荷耦合元件采集，以获得所述N个强度图像，其中，每一路透射光对应的分数傅里叶变换总光程均相同。