【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种显微图像反射信息去耦合方法，属于图像处理。
技术介绍
1、亚表面缺陷是限制光学元件损伤阈值的关键，对亚表面缺陷成像有利于探究亚表面缺陷的表征和引起激光损伤的物理过程，光学散射成像是最有前途的检测方法之一，激光共焦显微技术由于其更高的横向分辨率和独特的轴向层析能力成为获取亚表面信息的无损检测技术，然而根据光学元件亚表面缺陷的明场和暗场共焦显微成像实验，亚表面散射信号强度仅为入射光强度的十分之一，因此由于光学元件表面反射光的强烈抑制作用，传统的明场共焦显微无法获得亚表面缺陷信息，暗场显微通过屏蔽来自光学元件表面的强反射信号而收集来自亚表面缺陷的散射信号成像，共焦显微使用点照明、点探测的形式，具有轴向断层成像能力，能够实现亚表面缺陷的三维检测；暗场共焦显微结合了两种成像方式的优势，成为亚表面缺陷无损检测的重要方式；然而暗场共焦成像过程中，未被完全滤除的反射信号掺杂在散射信号中，导致获取图像亮度不均匀、背景噪声大的问题，干扰了亚表面缺陷的观测。
技术实现思路
1、本专利技术为解决暗场共焦成像过程中，未被完全滤除的反射信号掺杂在散射信号中，导致获取图像亮度不均匀、背景噪声大，进而干扰亚表面缺陷观测的问题，进而提出一种暗场共焦显微图像反射信息去耦合方法。
2、本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：本专利技术的步骤包括：
3、步骤一、通过暗场共焦显微系统获取光学元件表面缺陷的明场和暗场共焦显微图像；
4、步骤二、建立由暗场共焦显微系统获取
5、步骤三、输入暗场共焦亚表面缺陷图像d和同深度明场共焦图像l；
6、步骤四、归一化暗场共焦亚表面缺陷图像d和同深度明场共焦图像l的灰度值；
7、步骤五、计算明场图像先验a；
8、步骤六、计算同深度明场共焦图像l每个像素(i,j)的8邻域灰度值差的平方和，即梯度值grad(l(i,j))；
9、步骤七、对于暗场共焦亚表面缺陷图像d每个像素(i,j)应用a作为加权系数得到修复值；
10、步骤八、输出暗场共焦去耦合图像
11、进一步的，对于同深度明场共焦图像l的每个像素(i,j)：
12、
13、公式(1)中α控制相邻像素差的平方和对先验值的影响，β控制图像先验值的非线性变化，将该卷积模板应用于暗场图像d：
14、
15、公式(2)中λ控制原始像素值和修复值之间的权重。
16、进一步的，步骤二中建立由暗场共焦显微系统获取的图像的数学模型为：
17、f(x,y)＝n(x,y)+t(x,y) (3)，
18、公式(3)中n(x,y)表示系统的固有噪声，表现为加性噪声，t(x,y)表示漏过的反射信号的成像。
19、进一步的，暗场共焦系统固有噪声的主要来源包括：光电探测器上对收集的光子计数的随机过程带来的泊松散射噪声，泊松噪声p(λp)中λp表示平均暗通量，将固有噪声转化为高斯噪声问题进行降噪处理，暗场共焦图像的固有噪声表现为泊松-高斯混合噪声，泊松和高斯随机过程是独立的，假设观测点(x,y)处的带噪数据为无噪声数据为m(x,y)，两者的关系为：
20、
21、公式(4)中α表示增益常数，ρp(λs)强度参数λs＝m(x,y)的泊松随机过程，对于观测点处：
22、
23、公式(5)中g表示灰度值，参数λs与达到每个像素的光子数量直接相关，取决于获取图像的曝光时间，vn(0 σ2)是零均值正态分布：
24、
25、结合公式(4)和(6)可以得出：
26、
27、进一步的，在暗场共焦图像降噪处理过程中，首先将泊松-高斯混合噪声通过广义anscombe方差稳定变换转换成具有单位方差的高斯噪声，过程为：
28、
29、公式(8)中σ＝1，μ＝0，然后对高斯噪声降噪，再通过逆变换得到降噪后的图像，应用anscombe变换的最优逆，闭式近似为：
30、
31、公式(9)中d表示降噪后图像的数据，i(d)是一个逆变换族，其闭式近似由i～(d)的闭式逼近得到，通过应用精确无偏逆变换以改善估计，最小化变换偏差。
32、本专利技术的有益效果是：
33、1、本专利技术以明场图像作为先验，计算先验梯度模板，通过先验梯度模板提取出暗场散射信号，并滤除反射信息噪声；
34、2、本专利技术利用梯度先验滤波的思想，通过计算同深度明场共焦图像的梯度作为卷积模板应用于暗场图像以去耦合反射信息；
35、3、本专利技术提取所设计样品的明场共焦图像先验应用于暗场共焦图像，暗场共焦图像成像过程中由于反射光泄露造成的背景噪声有所减小。
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1.一种暗场共焦显微图像反射信息去耦合方法，其特征在于：所述一种暗场共焦显微图像反射信息去耦合方法的步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种暗场共焦显微图像反射信息去耦合方法，其特征在于：对于同深度明场共焦图像L的每个像素(i,j)：
3.根据权利要求1所述的一种暗场共焦显微图像反射信息去耦合方法，其特征在于：步骤二中建立由暗场共焦显微系统获取的图像的数学模型为：
4.根据权利要求3所述的一种暗场共焦显微图像反射信息去耦合方法，其特征在于：暗场共焦系统固有噪声的主要来源包括：光电探测器上对收集的光子计数的随机过程带来的泊松散射噪声，泊松噪声P(λP)中λP表示平均暗通量，将固有噪声转化为高斯噪声问题进行降噪处理，暗场共焦图像的固有噪声表现为泊松-高斯混合噪声，泊松和高斯随机过程是独立的，假设观测点(x,y)处的带噪数据为无噪声数据为m(x,y)，两者的关系为：
5.根据权利要求3所述的一种暗场共焦显微图像反射信息去耦合方法，其特征在于：在暗场共焦图像降噪处理过程中，首先将泊松-高斯混合噪声通过广义Anscombe方差稳定变换转换成具
...【技术特征摘要】
1.一种暗场共焦显微图像反射信息去耦合方法，其特征在于：所述一种暗场共焦显微图像反射信息去耦合方法的步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种暗场共焦显微图像反射信息去耦合方法，其特征在于：对于同深度明场共焦图像l的每个像素(i,j)：
3.根据权利要求1所述的一种暗场共焦显微图像反射信息去耦合方法，其特征在于：步骤二中建立由暗场共焦显微系统获取的图像的数学模型为：
4.根据权利要求3所述的一种暗场共焦显微图像反射信息去耦合方法，其特征在于：暗场共焦系统固有噪声的主要来源包...
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