检测复图像之间的差别的系统和方法技术方案

公开了一种用来检测复图像之间的差别的系统和方法。所述方法包括获取一个第一复图像和一个第二复图像并确定第一与第二复图像之间是否存在像差值的差别。通过用一个像差函数迭代修改第一复图像和在高频范围将经修改的第一复图像与第二复图像相比较来校正像差值的差别。所述方法还通过低频比修改第二复图像以将第二复图像的低频分量用第一图像的低频分量代替来确定经修改的第一复图像是否与第二复图像匹配。然后，将经修改的第一复图像的高频分量与经修改的第二复图像的高频分量相比较，以确定第一复图像是否与第二复图像匹配。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及图像处理领域，更具体地说，涉及用于检测复图像(complex image)之间的差别的系统和方法。
技术介绍
在一个直接数字式全息系统中，可以从高度相似物体得到全息图。对全息图的串行处理允许比较物体的实际图像波。这些图像波与传统的非全息图像相比明显含有更多的物体的小的和大的细节信息，因为在全息图内保持了图像的相位信息，而在传统的图像内没有保持图像的相位信息。为了发现高度相似的物体的细微差别，重要的是要将全息系统保持在一个稳定的状态。然而，在获取与高度相似的物体关联的全息图之间的这段时间，系统内可能会出现一些小的变化。由于物体可能没有精确地以相同方式安置在不同的位置，例如物体可能在不同的位置处在不同的焦距，所以也可能出现其他变化。系统特有的变化和与位置相关的改变可以引起在确定这些物体之间是否存在差别时出现伪像(artifact)(例如，假的差别或虚拟差别)。如果没有出现系统特有的变化和/或与位置相关的变化，则所测量的差别会清楚地反映物体之间的实际差别。在诸如半导体晶片的缺陷检验之类的一些应用中，可以用全息系统从被认为是相同的物体上的不同位置获得多个图像。虽然处在不同位置的物体可能高度相似，但在每个位置的像差值，例如焦距可以不同，因此从不同的位置得到的图像可能看起来是不同的。在传统的图像获取系统中，可以从物体上一个位置得到一个图像。然后，系统移动到物体上另一个包括一个具有大致相同特征的图像的位置。系统在第二位置获得一个图像，再确定第一与第二图像之间焦距值之差。如果两个图像之间的焦距值不同，系统就将与第二图像关联的焦距值调整到与第一图像关联的焦距值接近匹配，再用经调整的焦距值获取第二图像。这个过程需要两倍以上的时间从第二位置得到图像，从而增大了与从一个物体得到多个图像相关的成本。全息图像与实像不同，因为全息图像含有强度和相位信息，而实像只含有强度信息。全息成像中附加的相位信息增添了一个新的复维，还增添了新的超过标准图像处理工具的可能和能力。例如，波阵面匹配能力对于强度图像(例如实像)没有多少价值，而对于图像波(例如复图像)却是重要的，因为它们考虑了强度图像内不存在的图像波中的相位。复图像与实像相似，包括高频部分和低频部分。通常，图像的实际差别将发生在图像的高频分量内。然而，任何与位置相关的改变或系统特有的改变可以在图像的高频分量和低频分量内引起假的差别或虚拟的差别。在一些复图像中，两个不同图像的低频部分可以由于诸如微小的空气湍流之类的系统特有的细微变化而不同。低频差别可以引起图像之间的假的差别，使得系统不能准确地确定图像之间的实际高频差别。在标准图像处理中，可以对两个图像应用傅里叶滤波器，再用一个低通滤波器来得到两个图像的低频部分。然后，可以用逆傅里叶滤波器将图像变换回时域，以便可以比较所述两个图像。然而，由于在图像波内包含附加的相位信息，所以这种解决方案并没有除去复图像的低频部分。专利技术概要按照本专利技术的教导可以大大减少或消除与图像之间的差别关联的缺点和问题。在一个具体实施例中，用于检测复图像之间的差别的方法包括通过用一个像差函数修改第一复图像来校正像差值的差别，再将经修改的图像与第二复图像相比较，从而使复图像之间在高频范围的差别降至最小。按照本专利技术的一个实施例，用于检测图像之间的差别的方法包括获取第一复图像和第二复图像以及将一个低通滤波器应用于第一与第二复图像之比以得到一个低频比。第二复图像通过低频比加以修改，以将第二复图像的低频分量用第一复图像的低频分量代替。然后，将经修改的复图像与第一复图像相比较，以确定第二复图像是否与第一复图像匹配。按照本专利技术的另一个实施例，用于检测图像之间的差别的系统包括用来获取第一复图像和第二复图像的数字记录器和连接到该数字记录器的处理资源。处理资源将一个低通滤波器应用于第一与第二复图像之比，以得到一个低频比。第二复图像通过低频比加以修改，以将第二复图像的低频分量用第一复图像的低频分量代替。然后，将经修改的复图像与第一复图像相比较，以确定第二复图像是否与第一复图像匹配。按照本专利技术的又一个实施例，用于检测复图像之间的差别的方法包括获取具有相似特征的第一复图像和第二复图像以及从一个预期的像差范围内为第一复图像选择多个像差值。为每个像差值计算一个像差函数，并用每个像差函数迭代修改第一复图像。将经修改的复图像与第二复图像相比较，并通过选择使经修改的复图像与第二复图像之间的差别最小的像差值来确定一个像差校正值。按照本专利技术的另一个实施例，用于检测复图像之间的差别的系统包括用来获取具有相似特征的第一复图像和第二复图像的数字记录器和连接到该数字记录器的处理资源。处理资源从一个预期的像差范围内为第一复图像选择多个像差值，并为每个像差值计算一个像差函数。用每个像差函数迭代修改第一复图像，并将经修改的复图像与第二复图像相比较。处理资源通过选择使经修改的复图像与第二复图像之间的差别最小的像差值来确定一个像差校正值。按照本专利技术的另一个实施例，用于检测复图像之间的差别的方法包括获取具有相似特征的第一复图像和第二复图像以及确定在第一和第二复图像之间是否存在像差值的差别。通过用一个像差函数迭代修改第一复图像和在高频范围将经修改的第一复图像与第二复图像相比较来校正像差值的差别。该方法还通过低频比修改第二复图像以将第二复图像的低频分量用第一复图像的低频分量代替来确定经修改的第一复图像是否与第二复图像匹配。然后，将经修改的第一复图像的高频分量与经修改的第二复图像的高频分量相比较，以确定第一复图像是否与第二复图像匹配。本专利技术的一些实施例的重要技术优点包括减少从一个物体获取多个图像所需要的时间量的直接数字式系统。在一些应用中，该系统可以用来从物体上的不同位置获取图像。与各个所获取的图像关联的像差值可以是不同的。该系统用与一个第二图像关联的像差值来调整第一图像，而不是再获取一个具有经调整的像差值的图像。本专利技术的某些实施例的另一个重要技术优点包括从一个所获取的图像中消除伪像的直接数字式全息系统。在该系统内可能在获取第一图像与获取第二图像的时间之间出现微小的变化。这些微小的变化通常出现在所获取的图像的低频分量中。该系统将一个低通滤波器应用于两个所获取的图像之比，再将其中一个图像乘以这个比以从图像比较中消除低频分量。因此，只是比较图像的高频分量，这使该系统可以精确地确定在两个图像之间是否存在真实的差别。在本专利技术的各种实施例中可能呈现所有这些技术优点、其中一些优点或没有呈现这些优点。对于本领域的技术人员来说，从以下附图、说明书和权利要求书中将容易清楚地看到本专利技术的其他技术优点。附图简述通过参考以下结合附图所作的说明中可以更全面地了解本专利技术及其优点，在这些附图中，同样的附图标记表示同样的特征部件，其中附图说明图1说明按照本专利技术的教导的直接数字式全息系统的示意图；图2说明按照本专利技术的教导的另一个直接数字式全息系统的示意图；图3说明通过一个直接数字式全息系统得到的两个复图像和按照本专利技术的教导确定和应用一个像差校正值后得到的图像；图4说明通过一个直接数字式全息系统在不对全息系统的变化引起的伪像进行补偿的情况下得到的一个复图像；图5说明图4的复图像在按照本专利技术的教导消除了伪像后的情况；以及图6说明按照本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来检测复图像之间的差别的方法，包括：获取第一复图像和第二复图像；将低通滤波器应用于第一与第二复图像之比以得到低频比；通过该低频比来修改第二复图像，以将第二复图像的低频分量用第一复图像的低频分量代替；以及 将经修改的复图像与第一复图像相比较，以确定第二复图像是否与第一复图像匹配。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：E弗尔克尔，
申请(专利权)人：恩莱因公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]