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龍圖騰網(wǎng)獲悉宜賓學(xué)院申請的專利一種衍射成像系統(tǒng)及圖像的快速復(fù)原方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN117572655B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-26發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202311532077.9，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G02B27/42；該發(fā)明授權(quán)一種衍射成像系統(tǒng)及圖像的快速復(fù)原方法是由文良華;杜正聰;李嘉勛;李慶;程翔;魏桂明設(shè)計研發(fā)完成，并于2023-11-17向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種衍射成像系統(tǒng)及圖像的快速復(fù)原方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種衍射成像系統(tǒng)及圖像的快速復(fù)原方法，針對衍射成像元件多級衍射特性導(dǎo)致的非成像級次光成為強(qiáng)背景噪聲問題，提出了基于衍射成像原件的等效成像模型的快速圖像復(fù)原方法，所述衍射成像系統(tǒng)包括單色擴(kuò)展光源、成像目標(biāo)、遠(yuǎn)場透鏡、菲涅爾透鏡、縮束透鏡、成像探測相機(jī)。本發(fā)明通過尋優(yōu)方法和維納濾波器，求解出菲涅爾透鏡等效的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，從而根據(jù)成像等效模型實現(xiàn)成像系統(tǒng)圖像的快速復(fù)原，提高菲涅透鏡成像質(zhì)量。

本發(fā)明授權(quán)一種衍射成像系統(tǒng)及圖像的快速復(fù)原方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種衍射成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：單色光擴(kuò)展光源、成像目標(biāo)、遠(yuǎn)場透鏡、衍射成像元件、縮束透鏡、成像探測相機(jī)和控制計算機(jī)；所述成像目標(biāo)、遠(yuǎn)場透鏡、衍射成像元件、縮束透鏡及成像探測相機(jī)沿單色光擴(kuò)展光源的光軸上依次設(shè)置分布，所述成像探測相機(jī)信號連接所述控制計算機(jī)；所述衍射成像元件采用菲涅爾波帶片；所述單色光擴(kuò)展光源發(fā)出的光束經(jīng)過成像目標(biāo)和遠(yuǎn)場透鏡后到達(dá)菲涅爾波帶片，光束再經(jīng)過縮束透鏡縮束后進(jìn)入成像探測相機(jī)成像；所述控制計算機(jī)中預(yù)設(shè)有衍射成像系統(tǒng)圖像的復(fù)原計算單元，所述衍射成像系統(tǒng)圖像的復(fù)原計算單元執(zhí)行圖像的復(fù)原方法：根據(jù)成像探測相機(jī)獲取圖像數(shù)據(jù)，通過測量主級衍射光效率及對應(yīng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，利用尋優(yōu)算法求解出最優(yōu)的衍射效率和非成像光的等效點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，最終利用維納濾波器實現(xiàn)成像系統(tǒng)圖像的復(fù)原；所述圖像的復(fù)原方法具體包括： 步驟S1：將光源和成像目標(biāo)換成點(diǎn)光源，通過成像相機(jī)獲取菲涅爾波帶片的成像級次光的遠(yuǎn)場光斑，即菲涅爾波帶片主級次PSF0； 步驟S2：初始化菲涅爾波帶片非成像級次光對應(yīng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSFm和主級次光衍射效率η0，并將其帶入菲涅爾成像模型； 式中，I為相機(jī)探測的菲涅爾成像系統(tǒng)的圖像，I0為成像目標(biāo)，N為成像噪聲，表示卷積，根據(jù)成像模型，求解得目標(biāo)的理想圖像為： I0＝deconvwrI-N,η0*PSF0+1-η0*PSFm2 式中，deconvwr為反卷積，由菲涅爾成像系統(tǒng)可獲得實際圖像I，主級光點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF0和對應(yīng)的衍射效率η0，通過盲優(yōu)化獲取PSFm和衍射效率η0的修正值； 步驟S3：隨機(jī)生成服從伯努利分布的△PSFm和△η0，采用二維維納濾波器實現(xiàn)公式2的反卷積： I0+＝deconvwrI,η0+△η0*PSF0+1-η0-△η0*PSFm+△PSFm,SNR3 式中SNR為信噪比； 步驟S4：計算圖像I0+對應(yīng)的清晰度函數(shù)J+： J+＝sumsumIx,y0+-meanIx,y0+2x*y4 式中，sum為求和函數(shù)，mean為求均值函數(shù)，Ix,y0+為圖像I0+的坐標(biāo)x,y對應(yīng)像素的灰度； 步驟S5：在二維維納濾波器采用相同的△PSFm、△η0，實現(xiàn)： I0-＝deconvwrI,η0-△η0*PSF0+1-η0+△η0*PSFm-△PSFm,SNR5 步驟S6：計算圖像I0-對應(yīng)的清晰度函數(shù)J-： J-＝sumsumIx,y0--meanIx,y0-2x*y6 步驟S7：采用并行梯度隨機(jī)算法實現(xiàn)PSFm和衍射效率η0的迭代更新： PSFm＝PSFm+gama1*J+-J-*△PSFm7 η0＝η0+gama2*J+-J-*△η08 式中，gama1和gama2為迭代尋優(yōu)的增益步長； 步驟S8：不斷迭代步驟S3至步驟S7，直至圖像清晰度J收斂，求解出菲涅爾波帶片成像系統(tǒng)的如式1所示的等效模型，獲得PSFm和衍射效率η0的最優(yōu)解； 步驟S9：更換任意成像目標(biāo)，利用維納濾波器實現(xiàn)菲涅爾成像系統(tǒng)圖像I的復(fù)原，即獲得成像目標(biāo)圖像I0： I0＝deconvwrI-N,η0*PSF0+1-η0*PSFm，SNR9。

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