[发明专利]基于关联成像的图像重建方法及装置

说明书

本申请公开一种基于关联成像的图像重建方法及装置，属于光学成像技术领域。方法包括：获得与目标物体对应的光强测量数据；建立用于目标物体的图像重建的第1代种群；根据光强测量数据，对第n代种群的多个第n代可行解进行重建，获得多个第n代重建解；对多个第n代重建解进行优化，获得用于目标物体的图像重建的第n+1代种群，第n+1代种群包括多个第n+1代可行解；在多个第n+1代可行解满足预设的结束条件的情况下，根据多个第n+1代可行解，获得与目标物体对应的重建图像。该方法可以缓解局部最优问题，而且还能提高相位恢复的全局搜索能力和收敛速度，从而获得良好的图像重建结果。

技术领域

本申请涉及光学成像技术领域，具体涉及一种基于关联成像的图像重建方法及装置。

背景技术

关联成像技术是一种无透镜成像技术，其通过计算光强的相干度获得被成像物体的傅里叶频谱，并获取傅里叶频谱对应的相位信息，通过逆傅里叶变换的方式重建物体的图像。关联成像技术具有装置简单，分辨率高，成像距离远，成本低等优点。但是，在实际成像过程中，难以探测到傅里叶频谱的相位信息，导致无法通过逆傅里叶变换反演重建物体的图像。

在相关技术中，可以使用混合输入输出(Hybrid Input Output，HIO)方法确定傅里叶频谱的相位信息。但是，HIO方法容易产生局部最优的问题，从而无法获得良好的图像重建结果。

发明内容

为此，本申请提供一种基于关联成像的图像重建方法及装置，以解决由于使用HIO方法确定傅里叶频谱相位时，容易产生局部最优，从而导致无法获得良好的图像重建结果的问题。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种基于关联成像的图像重建方法，该方法包括：

获得与目标物体对应的光强测量数据，所述光强测量数据是对所述目标物体进行关联成像所产生的光信号进行测量获得的；

建立用于所述目标物体的图像重建的第1代种群，所述第1代种群包括用于图像重建的多个第1代可行解；

根据所述光强测量数据，对第n代种群的多个第n代可行解进行重建，获得多个第n代重建解，n为大于或等于1的整数；

对多个所述第n代重建解进行优化，获得用于所述目标物体的图像重建的第n+1代种群，所述第n+1代种群包括多个第n+1代可行解；

在多个所述第n+1代可行解满足预设的结束条件的情况下，根据多个所述第n+1代可行解，获得与所述目标物体对应的重建图像。

进一步地，所述光强测量数据包括测量频谱信息；

所述根据所述光强测量数据，对第n代的多个可行解进行重建，获得多个第n代重建解，包括：

针对任一第n代可行解的第m次重建，对所述第n代可行解进行傅里叶变换，获得第m个第n代频域可行解，m为大于或等于1的整数，所述第m个第n代频域可行解包括第m个第n代相位信息；

根据所述测量频谱信息和所述第m个第n代相位信息，获得第m个第n代频域中间解；

对所述第m个第n代频域中间解进行傅里叶逆变换，获得第m个第n代时域中间解；

对所述第m个第n代时域中间解的预设支持域施加约束条件，获得第m个第n代重建解；

在所述第m个第n代重建解满足预设的迭代停止条件的情况下，获得所述第n代重建解。

进一步地，所述关联成像的光源包括信号光和参考光，所述光强测量数据包括所述参考光对应的第一光强测量数据和所述信号光对应的第二光强测量数据；

所述测量频谱信息是对所述第一光强测量数据和所述第二光强测量数据进行关联运算，获得的光强频域测量数据中的频谱数据。