一種基于互補隨機抽樣的無透鏡衍射成像方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種無透鏡衍射成像方法，屬于衍射成像技術領域。
【背景技術】
[0002] 無透鏡相干衍射成像（CDI)(參見文獻1)是一種利用物波的衍射強度圖樣計算物 波波前復振幅分布的技術，該技術在自適應光學、光學精密測量、高分辨顯微成像等領域有 重要實際應用。CDI技術的關鍵問題是怎樣從物波的衍射強度圖樣中恢復出物波波前的復 振幅信息（包括振幅信息和相位信息，其中主要是相位信息的恢復）。為解決波前復振幅的 恢復問題，人們已經提出了很多方法。其中，全息干涉測量技術是最常用的一類方法，比如 同軸或離軸全息（參見文獻2-文獻10)，但是全息測量需要引入合適的參考光或者使用相 移算法。另一種是使用迭代算法（參見文獻11-文獻30)，這種方法的好處是不需要引入參 考光，但待測波前的復振幅信息需要從其衍射強度圖樣中通過一種迭代運算恢復出來。傳 統的迭代算法通常需要大量的迭代次數，并且存在迭代結果的非唯一性。為了提高迭代效 率和波前復振幅恢復的準確性，人們也已經提出了一些改進的方法，如采用超抽樣法（參 見文獻14)、采用多幅衍射圖樣（參見文獻15-文獻22)、采用結構光照明技術（參見文獻 23和文獻24)、采用相位板波前調制技術等（參見文獻25-文獻30)。但其中還有很多問題 亟待解決。例如，在已有得方法中，為了滿足迭代收斂條件，需要采用特殊支架，物體橫向尺 寸必須遠小于圖像傳感器有效記錄平面的大小等。
[0003] 最近，Horisaki等人提出了一種基于二值隨機抽樣的⑶I方法（參見文獻31和文 獻32)。該方法通過理論分析和計算機模擬證明，通過在被測物體與圖像傳感器之間插入一 幅二值隨機抽樣（RS)屏可以解決波前復振幅恢復中存在的非唯一性和非收斂性問題。為 簡單起見，在以下敘述中將這種方法稱為RS-CDI法。RS-CDI法較好地克服了傳統CDI方法 中對物體尺寸的限制。但由于在物體和記錄面之間引入了一個二值RS屏，該方法只能得到 物波波前復振幅的一組稀疏抽樣數據。盡管用壓縮感知算法（參見文獻33)也可以基于這 種稀疏抽樣數據實現衍射成像，但對待測物物波的冗余性提出了較高的要求。
[0004] 上述所述及的文獻是指：
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