[发明专利]无透镜叠层衍射图像重构方法、系统、设备和存储介质

权利要求书

1.一种无透镜叠层衍射图像重构方法，其特征在于，包括：

S1.获取空间光调制器的灰度-相位幅值曲线，以及系统的物理参数；

S2.获取目标图案，并将所述目标图案进行K-1次叠层平移获得K张调制图案；

S3.将步骤S2获得的K张调制图案输入至空间光调制器，并在传感器平面对物体经过散射的衍射像进行强度采集以获得衍射强度图像序列﹛I¹，…Iⁱ，…I^K﹜；

S4.将步骤S1获得的灰度-相位幅值曲线、系统的物理参数以及步骤S3获得的衍射强度图像序列结合ePIE算法进行迭代重构，得到物体高分辨率的幅值和相位分布信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统的物理参数包括：

空间光调制器和传感器之间的内、外参数，光源的波长；所述空间光调制器和传感器之间的内、外参数包括：空间光调制器和传感器各自的像素单元尺寸、物体到空间光调制器平面的距离、空间光调制器平面到传感器平面的距离。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中衍射强度图像Iⁱ通过如下公式获得：

Iⁱ-＝|prop_d2(SLMⁱ.o)|²

其中，O＝prop_di(X),X为物体平面复振幅分布；d1,d2分别为物体到空间光调制器平面的距离以及空间光调制器平面到传感器平面的距离；prop表示为菲涅尔传播，公式如下：

其中，U表示平面光复振幅分布；ξ，η和x，y分别是衍射面和物体面的二维坐标，Z表示空间光调制器平面和传感器平面之间的距离，λ是光波长，k是波矢量，j表示虚数单位。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述迭代重构包括：

S41.初始化：获取初始空间光调制器平面的物体衍射复振幅分布O₀和初始调制函数P₀；

S42.迭代优化：根据所述复振幅分布O₀和初始调制函数P₀，结合ePIE算法，在空间光调制器的入射平面上进行N次的复振幅更新得到调制函数P_N和物体衍射复振幅分布O_N，再将物体衍射复振幅分布O_N反传播到物体平面得到物体高分辨率的幅值和相位分布信息。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S41初始化包括：

S411.根据所述灰度-相位幅值曲线和所述目标图案生成初始调制函数P₀；

S412.将所述衍射强度图像序列反传播回空间光调制器入射面求和后再平均获得初始空间光调制器平面的物体衍射复振幅分布O₀，所述O₀的计算公式如下：

其中，为首次迭代中根据P₀进行第i次平移得到的调制函数，conj为共轭函数。