[发明专利]一种产生边缘增强图像的螺旋波带片编码成像方法

摘要

本发明涉及一种产生边缘增强图像的螺旋波带片编码成像方法，主要过程分为两步：(1)发光体上各点发射的光线经螺旋波带片在记录介质上形成原发光体的编码图；(2)通过光学仿真方法对编码图进行解码处理，获得原发光体的边缘增强图像。上述方法中，用来做编码孔的螺旋波带片的拓扑荷数p为1、或2、或3、或4、或5等任意自然数；用来做编码孔的螺旋波带片是振幅型或相位型；对原发光体编码图的解码处理是光学仿真方法，或退卷积法，或自相关法。与其它波带片编码成像技术相比，本发明的优势在于：在技术实现难度相当的基础上，获得了原发光体的边缘增强图像，在对边缘信息有着重大需求的短波长辐射或粒子成像领域具有重要的应用前景。

主权项

1.一种产生边缘增强图像的螺旋波带片编码成像方法，其特征在于：主要过程分为两步：(1)发光体上各点发射的光线经螺旋波带片在记录介质上形成原发光体的编码图：假设发光体的光强分布为f(x₁,y₁)，其中x₁,y₁表示发光体光强的横纵坐标，螺旋波带片的透过率函数为其中r,θ表示在极坐标下波带片透过率的坐标位置，r₁为螺旋波带片的第一环半径，p为螺旋波带片的拓扑荷数，Sgn[]为阶跃函数，则发光体上各点发射的光线经螺旋波带片编码后在接收屏记录介质上形成的编码图可表示为二者的卷积，即其中，x′,y′表示在接收屏上的横纵坐标；*表示二者的卷积；s表示发光体到螺旋波带片的距离；l表示螺旋波带片到记录介质的距离；(2)通过光学仿真方法对编码图进行解码处理，获得原发光体的边缘增强图像：光学仿真方法主要模拟计算以下物理过程：采用波长为λ的单色平行光垂直照射步骤(1)生成的编码图，则在焦点处获得与原发光体对应的边缘增强图像；该光学仿真方法主要用到傅里叶变换形式下的菲涅耳衍射积分：其中，j为虚数单位；F{}表示对目标函数的傅里叶变换；x₀,y₀为编码图平面的横纵坐标；x,y为焦点平面的横纵坐标；z为焦点平面到编码图平面的距离；为波矢；λ为入射光的波长；实际计算中取其中f为波带片的焦距；U(x₀,y₀)＝h(x′,y′)为步骤(1)所得的编码图光强分布。