[发明专利]时间分辨重叠关联成像术

摘要

本发明公开了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

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R个图像{Image1,Image2...ImageR}，并确定对应采集时间点{tr1,tr2...trR}，同时记录下探针函数对应原点的位移；其中，tr1<tr2<...<trR；(2)：确定一组重构时间点{t1,t2...tM}，满足t1<t2<...<tM，并且0<M≤R，对于重构时间点个数多于采集时间点个数的情况，即使0<M≤R条件不满足时，只要满足其他条件，本技术方案同样给出结果；确定一个时间区间[‑τ1,τ2]，使其满足条件，在每一个重构时间点的对应时间区间[tm‑τ1,tm+τ2]内均存在至少一个采集时间点，m为集合{1,2,…M}中任意一个元素，使得trr∈[tm‑τ1,tm+τ2]；(3)：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(3.1)：确定目标对象的初始值以及探针函数的初始条件；步骤(3.2)：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(3.2.1)：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ψi,1等于当前更新的探针函数；步骤(3.2.2)：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ψi,1，多次重复利用公式：获得{ψi,1,ψi,2,...ψi,S},{ψe,1,ψe,2,...ψe,S}，其中，H为波函数在真空中的传递函数，在不同的辐射源下，H有不同的近似表达，一般地，其中，z为传播距离，w为无量纲的频谱坐标；步骤(3.2.3)：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(3.2.4)：利用步骤(3.2.2)获得的数据，若满足判断trr∈[tm‑τ1,tm+τ2]，trr为Imager所对应的采集时间点，选择更新算符(1)，若不满足使用更新算符(2)，更新目标对象以及各切片前后表面的波函数；步骤(3.2.5)：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(3.3)：重复步骤(3.2)，直到使用完所有的采集图像，并计算均方根误差对所用采集图像的平均；步骤(3.4)：重复步骤(3.2)‑(3.3)，直到获得需要的目标对象以及探针函数的更新；重构t1时刻目标对象以及探针函数，产生一个初始探针函数，由已知辐射源是一组平面波，通过一个光阑汇聚，在目标对象平面，伴有的散焦以及三级球差；那么，探针函数P可由下式获得：Pt1(x)=FFT[A×exp(iχ)]]]> χ=2πλ×(12×w×df+14×w2×Cs)]]>其中，df为散焦，Cs为三级球差，FFT表示做快速傅里叶变换,λ为波长，x为探针函数所在目标样品前表面3坐标，w＝λ/X，X为探针函数所在平面的大小，A为光阑，表示辐射仅能在一个圆形范围内通过；(4)：重复步骤(3)，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。