基于矩形窗函数优化的光学相干层析成像信号处理方法技术

在利用光学相干层析成像系统对被测样品进行成像时，样品臂与参考臂的色散失配会影响系统分辨率，因此进行深度分辨的色散补偿是非常重要的。此时需要将样品不同深度处的干涉信号从A‑line信号中截取再做傅里叶变换(FFT)，通过对截取所用的矩形窗函数进行优化，可有效减小信号加窗FFT中加窗产生的相位误差，准确提取被测样品在不同深度处的色散系数，提高色散补偿精度。

【技术实现步骤摘要】
基于矩形窗函数优化的光学相干层析成像信号处理方法
本专利技术涉及频域光学相干层析成像(FourierDomainOpticalCoherenceTomography，简称FD-OCT)技术，尤其是一种基于矩形窗函数优化的光学相干层析成像信号处理方法。
技术介绍
光学相干层析成像(OCT)通过探测样品背向散射光的强度来获取样品的结构信息，是一种高分辨、非侵入、可在体检测组织内部微观结构的光学断层成像技术。频域OCT技术通过对频域干涉谱信号的逆傅里叶变换(IFT)获得被测物体的层析图，具有微米或亚微米量级的空间分辨率。但是在高分辨率系统中由于采用的超宽光谱光源带宽超过100nm甚至达到几百nm，会导致色散效应加剧。色散会导致OCT相干信号的展宽与畸变，使系统实际分辨率小于理论值，因此色散补偿是实现高分辨率OCT的关键技术之一。色散的算法补偿是通过对OCT获取的数据进行后处理来消除色散展宽，具有灵活、便捷等优势。主要方法包括解卷积算法、迭代算法、自聚焦算法和全深度色散补偿方法等。由于大部分被测组织存在深度变化的色散，张仙玲、黄炳杰、A.F.F本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于矩形窗函数优化的光学相干层析成像信号处理方法，其特征在于该方法包括如下步骤：/n①首先利用频域光学相干层析成像系统对样品进行扫描，该系统的光电探测阵列记录样品原始的干涉信号并传送计算机；/n②对原始干涉信号去背景后做逆傅里叶变换，得到A-line信号；/n③对A-line信号中任一深度的信号加初级矩形窗进行信号截取，并对截取到的信号进行傅里叶变换后求相位角得到该深度信号对应的初级相位；/n④根据色散时相位与波数的函数关系，以初级相位为目标函数，用最小二乘法拟合得到初级相位与波数的二次多项式，并计算拟合结果的标准误差；/n⑤改变初级矩形窗的窗口长度和中心位置，得到当前矩形窗；对A-l...

【技术特征摘要】
1.一种基于矩形窗函数优化的光学相干层析成像信号处理方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
①首先利用频域光学相干层析成像系统对样品进行扫描，该系统的光电探测阵列记录样品原始的干涉信号并传送计算机；
②对原始干涉信号去背景后做逆傅里叶变换，得到A-line信号；
③对A-line信号中任一深度的信号加初级矩形窗进行信号截取，并对截取到的信号进行傅里叶变换后求相位角得到该深度信号对应的初级相位；
④根据色散时相位与波数的函数关系，以初级相位为目标函数，用最小二乘法拟合得到初级相位与波数的二次多项式，并计算拟合结果的标准误差；
⑤改变初级矩形窗的窗口长度和中心位置，得到当前矩形窗；对A-line信号加当前矩形窗截取该深度范围内的信号，并对截取到的信号进行FFT后求相位角得到该深度信号对应的相位，以得到的相位为目标函数，用最小二乘法拟合得到相位与波数的二次多项式，并计算拟合结果的标准误差，即该矩形窗对应的相位的标准误差；然后继续改变矩形窗的窗口长度和中心位置，截取该深度范围内的信号，在矩形窗遍历所有设定情况后得到不同矩形窗对应的相位的标准误差；
⑥步骤⑤中得到的标准误差最小值所对应的矩形窗即为最优矩形窗，利用该最优矩形窗即求出该深度信号对应的最终相位；
⑦由该深度信号的最终相位计算对应的二阶色散系数；
⑧对A-line信号中不同深度的信号重复步骤③④⑤⑥⑦，得到不同深度信号对应的二阶色散系数，并计算由色散引起的相位偏差；从该深度对应的相位中减去偏差量，得到色散补偿后的相位；
⑨利用各个深度补偿后的相位重建出色散补偿后的频域干涉信号。


2.根据权利要求1所述的基于矩形窗函数优化的光学相干层析成像信号处理方法，其特征在于步骤③中初级矩形窗的窗口...

【专利技术属性】
技术研发人员：张茜，李中梁，王向朝，南楠，何东航，欧阳君怡，杨晨铭，刘腾，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31