[發明專利]一種譜域光學相干層析的相位補償修正方法及系統

有效

• 申請號: 201810154881.0
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN108309245B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 周紅仙;王毅;馬振鶴
• 申請（專利權）人: 東北大學秦皇島分校
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開一種譜域光學相干層析的相位補償修正方法及系統。所述補償修正方法包括：獲取譜域光學相干層析的包裹相位和噪聲較大的初始非包裹相位；獲取所述初始非包裹相位的噪聲；判斷所述初始非包裹相位的噪聲是否大于設定閾值，如果是，對所述初始非包裹相位進行低通濾波降噪處理，獲得降噪后的非包裹相位；根據降噪后的非包裹相位確定包裹次數；如果否，根據初始非包裹相位確定包裹次數；確定噪聲較小的解包裹相位。采用本發明的方法及系統，在進行相位補償時，不存在邊界問題，可以消除目前方法在分段邊界引入的±2π分段錯誤及噪聲放大的問題。

技術領域

本發明涉及相位檢測領域，特別是涉及一種譜域光學相干層析的相位補償修正方法及系統。

背景技術

定量相位成像(Quantitative phase imaging,QPI)可以提供納米及亞納米精度的結構及動態信息，近幾年，QPI技術在表面輪廓成像及細胞成像方面得到廣泛的關注，利用QPI可以實現活體細胞無標記成像，得到細胞三維尺寸信息。相襯顯微鏡和微分干涉顯微鏡將相位轉換為強度，由于相位和強度為非線性關系，這兩種技術僅能進行定性的相位成像。近幾年發展的相移干涉成像、數字全息、傅里葉相位顯微鏡及希爾伯特相位顯微鏡能夠實現細胞納米精度的定量相位成像。但上述相位成像技術都存在相位包裹問題，相位包裹是干涉技術的固有問題，由于干涉耦合項為余弦函數，余弦函數的周期性導致無法解調真實相位，只能給出位于[-π,π]的主值部分(即包裹相位)，包裹相位與真實相位之間相差2π的整數倍。目前，已有多種數值解包裹方法被提出，數值解包裹是根據樣品相位的連續性，對解調結果進行相應的相位補償，但是當樣品相位變化較大或噪聲較大時，數值解包裹會出現錯誤，而且，當相鄰兩點的相位差大于π時，數值解包裹就無法恢復真實相位。

基于低相干光干涉的光學相干層析(Optical Coherence Tomography，OCT)提供了一種方便的相位計算方法，即相位分辨OCT，OCT具有深度分辨的優點，可以用于多層樣品的相位成像。隨著頻域OCT的發展，特別是基于光譜儀的譜域光學相干層析(SpectralDomain Optical Coherence Tomography，SDOCT)的發展，大大提高了系統的相位穩定性，實現了納米及亞納米的穩定性及精度，但是和其他干涉方法類似，SDOCT同樣存在相位包裹問題。

目前，已提出多種方法以解決SDOCT的相位包裹問題。和數值解包裹方法不同，在SDOCT中，是利用具有較大噪聲的非包裹相位進行解包裹，即對非包裹相位進行2π分段，確定包裹次數，對噪聲較小的包裹相位進行分段補償，目前的包裹次數計算式為[Floor((θ_uw+π)/2π)]，Floor()表示向下取整計算，θ_uw為具有較大噪聲的非包裹相位。這種方法不受相鄰兩點相位差不能大于π的限制。但是，這種分段補償方法會放大噪聲，在對非包裹相位進行分段時，當非包裹相位接近分段邊界，即θ_uw接近(2Kπ+π)，K為整數，由于噪聲的影響，會導致±1的分段錯誤，相應的出現±2π的補償誤差，即使較小的噪聲，這種邊界分段錯誤也會出現，較小噪聲被放大到2π，導致SDOCT中相位解包裹錯誤。

發明內容

本發明的目的是提供一種譜域光學相干層析的相位補償修正方法及系統，以消除SDOCT中相位包裹的錯誤。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種譜域光學相干層析的相位補償修正方法，所述補償修正方法包括：

獲取譜域光學相干層析的包裹相位；

獲取譜域光學相干層析的初始非包裹相位；

獲取所述初始非包裹相位的噪聲；

判斷所述初始非包裹相位的噪聲是否大于設定閾值，得到第一判斷結果；

當所述第一判斷結果表示所述初始非包裹相位的噪聲大于設定閾值時，對所述初始非包裹相位進行低通濾波降噪處理，獲得降噪后的非包裹相位；