[发明专利]基于分数域参数检测的光学相干层析成像色散补偿方法

权利要求书

1.基于分数域参数检测的光学相干层析成像色散补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：构造解析信号

对频域OCT中获得的一个A-scan干涉信号S(ω)，利用希尔伯特变换构建为解析相干信号：

其中为S(ω)的希尔伯特变换；

步骤2：粗略搜索

设定分数傅里叶域的阶次α的搜索范围，步长为Q；

对每个阶次α，通过对解析相干信号S_a(ω)做α阶分数傅里叶变换，获得对应阶次的分数傅里叶谱X_α(u)；

对每个阶次α，搜索分数功率谱|X_α(u)|²的最大峰值；

在各阶次的分数功率谱最大峰值中选取最大值A_co；此最大值A_co对应的分数傅里叶域坐标为所在的分数傅里叶阶次为

步骤3：精细搜索

利用quasi-Newton法在阶附近搜索，找到使得S_a(ω)的分数功率谱|X_α(u)|²峰值最大的阶次，将S_a(ω)在该阶次下的分数功率谱|X_α(u)|²的峰值记为A_n；

步骤4：峰值检测

根据如下公式，比较步骤3中搜索到的分数功率谱峰值A_n和预设的阈值γ大小：

其中ρ为检验统计量，γ为设定的阈值，H₁为峰值超过门限的假设，H₀为峰值不超过门限的假设；

若峰值A_n超过阈值γ，则说明检测到一个色散分量；此时峰值A_n对应的该分数傅里叶域坐标为所在的分数傅里叶阶次为进行步骤5

若峰值A_n未超过阈值γ，则说明没有检测到色散分量；进行步骤7；

步骤5：信号分离

利用分数傅里叶域滤波移除当前检测到的色散分量：

其中是分数傅里叶域滤波后的结果，是S_a(ω)的阶分数傅里叶变换；是中心初始频率为的分数域带通滤波器，其表达式由下式给出：

其中T_ns为频域OCT干涉信号中来自第n层反射面信号的采样间隔；

步骤6：重复步骤2至步骤4，直到检测不到高于阈值γ的峰值；此时样品所有色散分量的参数全部检测完毕，记录检测到的所有出现过分数功率谱峰值A_n超过阈值γ的N个阶次

步骤7：色散校正

用如下相位校正项重构频域OCT干涉信号S(ω)：

其中为频域OCT中来自样品第n层干涉信号的色散校正系数，ω₀为该频域OCT所用相干光源的中心频率；

重构后的干涉信号为即为色散校正后的该A-scan干涉信号；

步骤8：FFT成像

对每个A-scan干涉信号均进行上述步骤1-7操作，得到色散校正后的A-scan干涉信号，再对色散校正后的每个A-scan干涉信号进行傅里叶变换，得到色散矫正后的OCT图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于分数域参数检测的光学相干层析成像色散补偿方法，其特征在于，步骤2中，将分数傅里叶域的阶次α的搜索范围设定为[0,2]。

3.根据权利要求1所述的一种基于分数域参数检测的光学相干层析成像色散补偿方法，其特征在于，步骤3中，在至阶次范围内利用quasi-Newton法进行搜索。

4.根据权利要求1所述的一种基于分数域参数检测的光学相干层析成像色散补偿方法，其特征在于，各个步骤中的计算过程满足采样定理，并对信号进行量纲归一化处理。