用于数字全息图的重建的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于重建其上具有至少一个三维特征的表面的数字全息图的方法，其包含：撷取所述表面的数字全息图；基于所述数字全息图重建波前；基于所述波前产生所述表面的至少一部分的相位图，所述相位图包含相位模糊度；获得所述表面的至少一个额外图像；从所述表面的所述至少一个额外图像获得与所述三维特征相关的高度数据，所述高度数据以第一精确度获得；基于所述高度数据解析所述相位模糊度；及在所述相位图中的所述相位模糊度的所述解析之后基于所述相位图导出所述至少一个三维特征的高度，所述高度以比所述第一精确度更精确的第二精确度导出。精确的第二精确度导出。精确的第二精确度导出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于数字全息图的重建的系统及方法
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案主张2020年7月12日申请且转让给第63/050,806号美国申请案的临时专利申请案的优先权，所述临时专利申请案的公开内容特此以引用方式并入。


[0003]本专利技术大体上涉及数字全息图且更特定来说，涉及数字全息图的重建。

技术介绍

[0004]在本技术中已知用于数字全息图的重建的各种系统及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术试图提供用于解析数字全息图的重建中的相位模糊度的新颖系统及方法。
[0006]因此，根据本专利技术的实施例，提供一种用于重建其上具有至少一个三维特征的表面的数字全息图的方法，其包含：撷取所述表面的数字全息图；基于所述数字全息图重建波前；基于所述波前产生所述表面的至少部分的相位图，所述相位图包含相位模糊度；获得所述表面的至少一个额外图像；从所述表面的所述至少一个额外图像获得与所述三维特征相关的高度数据，所述高度数据以第一精确度获得；基于所述高度数据解析所述相位模糊度；及在所述相位图中的所述相位模糊度的所述解析之后基于所述相位图导出所述至少一个三维特征的高度，所述高度以比所述第一精确度更精确的第二精确度导出。
[0007]根据本专利技术的一项实施例，所述获得所述表面的至少一个额外图像包含使所述波前数字地传播通过所述表面内的一系列深度及获得对应于所述系列深度的一系列数字波前。
[0008]所述获得高度数据包含采用DFF算法以基于所述系列数字波前获得高度数据。
[0009]根据本专利技术的另一实施例，所述获得所述表面的至少一个额外图像包含采用AI网络以产生对应于所述表面的一系列数字波前的一系列非相干光图像，所述系列数字波前通过使所述波前数字地传播通过所述表面内的一系列深度且获得对应于所述系列深度的所述系列数字波前而获得。
[0010]所述获得高度数据包含采用DFF算法以基于所述系列非相干光图像获得高度数据。
[0011]根据本专利技术的又一实施例，所述获得所述表面的至少一个额外图像包含撷取所述表面的至少一个经非相干照明图像。
[0012]所述获得高度数据包含采用AI网络以基于所述至少一个三维特征的分段及分类自动获得高度数据。
[0013]所述第一精确度在1到5μm的范围内。
[0014]另外，所述第二精确度在1到100nm或50到1000nm的范围内。
[0015]所述撷取所述数字全息图包含撷取数字显微全息图。
[0016]根据本专利技术的另一实施例进一步提供一种用于重建其上具有至少一个三维特征的表面的数字全息图的系统，其包含：数字全息图像撷取子系统，其可操作以撷取所述表面的数字全息图；波前重建器，其可操作以基于所述数字全息图重建波前；相位图产生器，其可操作以接收所述波前且基于所述波前产生所述表面的至少一部分的相位图，所述相位图包含相位模糊度；额外图像撷取子系统或图像处理子系统，其可操作以获得所述表面的至少一个额外图像；图像分析器，其可操作以从所述表面的所述至少一个额外图像获得与所述三维特征相关的高度数据，所述高度数据以第一精确度获得；相位模糊度解析器，其可操作以基于所述高度数据解析所述相位图中的所述相位模糊度；及高度计算器，其可操作以在所述相位图中的所述相位模糊度的所述解析之后基于所述相位图导出所述至少一个三维特征的高度，所述三维特征的所述高度以比所述第一精确度更精确的第二精确度导出。
[0017]根据本专利技术的实施例，所述成像处理子系统可操作以使所述波前数字地传播通过所述表面内的一系列深度且获得对应于所述系列深度的一系列数字波前。
[0018]所述图像分析器可操作以采用DFF算法以基于所述系列数字波前获得所述高度数据。
[0019]根据本专利技术的另一实施例，所述图像处理子系统包含AI网络，所述AI网络可操作以产生对应于所述表面的一系列数字波前的一系列非相干光图像，所述系列数字波前通过所述图像处理子系统使所述波前数字地传播通过所述表面内的一系列深度且获得对应于所述系列深度的所述系列数字波前而获得。
[0020]所述图像分析器可操作以采用DFF算法以基于所述系列非相干光图像获得所述高度数据。
[0021]根据本专利技术的又一实施例，所述额外图像撷取子系统包含可操作以使用非相干光照明所述表面的非相干照明器及可操作以撷取所述表面的所述至少一个额外图像的相机。
[0022]所述图像分析器包含可操作以基于所述至少一个三维特征的分段及分类自动获得高度数据的AI网络。
[0023]所述第一精确度在0.5到5μm的范围内。
[0024]另外，所述第二精确度在1到100nm或50到1000nm的范围内。
[0025]所述数字全息图像撷取子系统是数字全息显微图像撷取子系统。
附图说明
[0026]从结合附图进行的以下详细描述将更完全理解及了解本专利技术，其中：
[0027]图1是说明根据本专利技术的实施例的在数字全息图的重建中的步骤的简化高阶流程图；
[0028]图2是说明根据本专利技术的另一实施例的在数字全息图的重建中的步骤的简化高阶流程图；
[0029]图3是说明根据本专利技术的又一实施例的在数字全息图的重建中的步骤的简化高阶流程图；
[0030]图4是说明用于根据图2及3中的任一者的实施例的数字全息图的重建的AI网络的训练的简化流程图；
[0031]图5是说明根据本专利技术的进一步实施例的在数字全息图的重建中的步骤的简化高
阶流程图；
[0032]图6是说明根据本专利技术的仍进一步实施例的在数字全息图的重建中的步骤的简化高阶流程图；
[0033]图7及8分别是说明用于根据图5及6的实施例的重建数字全息图的AI网络的训练的简化各自流程图；
[0034]图9展示在根据图7及8的AI网络的训练中获得的简化图像；
[0035]图10是根据本专利技术的实施例建构且操作的用于执行包含于图1到8中的任何者中的步骤的用于数字全息图的撷取及重建的系统的简化部分图标、部分框图说明；及
[0036]图11是说明根据本专利技术的实施例的图10的系统的可能实施方案的简化流程图。
具体实施方式
[0037]现参考图1，其是说明根据本专利技术的实施例的在数字全息图的重建中的步骤的简化高阶流程图。
[0038]如图1中所见，用于数字全息图的重建的过程100可在第一图像撷取步骤102处开始，其中数字全息(DH)图像撷取系统记录数字全息图。数字全息图(还称为干涉图)是通过由经成像三维对象反射的相干光与参考光的干涉产生的干涉型样的数字记录。干涉图由电子传感器记录且包括大量像素。通过实例，记录数字全息图的DH系统可为数字全息显微术系统(DHM)，如下文参考图10更详细展示且描述。干涉图可使用相干光的一个、两个或更多个波长撷取。可使用两个或更多个波长以便减小(虽然未消除)在干涉图中记录的相位信息中的相位模糊度。
[0039]如在第二波前重建本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于重建数字全息图的方法，其包括：撷取其上具有至少一个三维特征的表面的数字全息图；基于所述数字全息图重建波前；基于所述波前产生所述表面的至少一部分的相位图，所述相位图包含相位模糊度；获得所述表面的至少一个额外图像；从所述表面的所述至少一个额外图像获得与所述三维特征相关的高度数据，所述高度数据以第一精确度获得；基于所述高度数据解析所述相位模糊度；及在所述相位图中的所述相位模糊度的所述解析之后基于所述相位图导出所述至少一个三维特征的高度，所述高度以比所述第一精确度更精确的第二精确度导出。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述获得所述表面的至少一个额外图像包括使所述波前数字地传播通过所述表面内的一系列深度及获得对应于所述系列深度的一系列数字波前。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述获得高度数据包括采用DFF算法以基于所述系列数字波前获得高度数据。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述获得所述表面的至少一个额外图像包括采用AI网络以产生对应于所述表面的一系列数字波前的一系列非相干光图像，所述系列数字波前通过使所述波前数字地传播通过所述表面内的一系列深度且获得对应于所述系列深度的所述系列数字波前而获得。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述获得高度数据包括采用DFF算法以基于所述系列非相干光图像获得高度数据。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述获得所述表面的至少一个额外图像包括撷取所述表面的至少一个经非相干照明图像。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述获得高度数据包括采用AI网络以基于所述至少一个三维特征的分段及分类自动获得高度数据。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一精确度在1到5μm的范围内。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二精确度在1到100nm或50到1000nm的范围内。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述撷取所述数字全息图包括撷取数字显微全息图。11.一种用于重建数字全息图的系统，其包括：数字全息图像撷取子系统，其可操作以撷取其上具有至少一个三维特征的表面的数字全息图；波前重建器，其可操作以基于所述数字全息图重建波前；相位图产生器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y，
申请(专利权)人：奥宝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：