(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111609687.5 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区2 号大街 (72)发明人 黄汐威　韩文韬　 (74)专利代理 机构 杭州君度专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 33240 代理人 陈炜 (51)Int.Cl. G03H 1/08(2006.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 7/136(2017.01) G06T 7/187(2017.01) (54)发明名称 一种无透 镜全息成像的细胞图像恢复方法 (57)摘要 本发明公开了一种无透镜全息成像的细胞 图像恢复方法。 该方法的步骤如下： 1： 将图像传 感器获取到的目标全息图反向传播到样本所在 平面， 得到称为反向传播图。 2： 对反向传播图执 行阈值分割算法， 得到阈值分割后的二值图像。 3： 对二值图像中的黑色部分执行最小外接圆算 法， 获得的最小外接圆作为初始支持域。 4： 固定 初始支持域的圆心， 以初始支持域的半径为基础 向外扩展得到不同大小的同心圆， 作为扩展支持 域。 5： 分别以初始支持域和扩展支持域为基础进 行图像恢复， 分别得到不同支持域下的恢复图 像。 6： 用方差量化各恢复图像的干涉条纹的波动 性， 取波动性最平缓的恢复图像， 作为最优恢复 图像。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 114265298 A 2022.04.01 CN 114265298 A 1.一种无透镜全息成像的细胞图像恢复方法， 其特征在于： 步骤1： 将图像传感器获取 到的目标全息图反向传播到样本所在平面， 得到称为反向传播图； 步骤2： 对反向传播图执 行阈值分割算法， 得到阈值分割后的二 值图像； 步骤3： 对二值图像中的黑色部分执行最小外接圆算法， 获得的最小外接圆作为初始支 持域； 步骤4： 在初始支持域的基础上， 扩展出初始支持域的多个不同半径 的同心圆， 作为扩 展支持域； 各扩展支持域的半径均大于初始 支持域的半径； 步骤5： 分别以初始支持域和扩展支持域为基础进行图像恢 复， 分别得到不同支持域下 的恢复图像； 步骤6： 用方差量化各恢复图像的干涉条纹的波动性， 取波动性最平缓的恢复图像， 作 为最优恢复图像。 2.根据权利要求1所述的一种无透镜全息成像的细胞图像恢 复方法， 其特征在于： 步骤 1所述的反向传播使用平面波的角谱传播算法进 行数字传播； 步骤2所述的阈值分割算法的 阈值采用大津法获得。 3.根据权利要求1所述的一种无透镜全息成像的细胞图像恢 复方法， 其特征在于： 步骤 6执行后， 以所得最优恢复图像对应的半径 为基础， 以小于步骤4中的半径步长， 增加新的扩 展支持域； 以新的各扩展支持域为基础进 行图像恢复， 得到恢复图像； 通过对比恢复图像与 步骤6确定的最优 恢复图像的干涉 条纹的波动性， 进行最优 恢复图像。 4.根据权利要求3所述的一种无透镜全息成像的细胞图像恢 复方法， 其特征在于： 步骤 4中半径扩展步长为1像素； 步骤6执 行后增加的扩展支持域的半径扩展步长为0.1像素。 5.根据权利要求1所述的一种无透镜全息成像的细胞图像恢 复方法， 其特征在于： 步骤 5所述的图像恢复采用迭代相位检索算法进行。 6.根据权利要求1所述的一种无透镜全息成像的细胞图像恢 复方法， 其特征在于： 步骤 6所述的恢复图像的干涉条纹的波动性的具体量化方式为： 取恢复图像中目标外边缘的任 意一点， 作过该点的恢复图像外边 缘的垂线， 计算该垂线上的灰度分布的方差 。 7.根据权利要求1所述的一种无透镜全息成像的细胞图像恢 复方法， 其特征在于： 步骤 1中， 目标全息图反向传播的距离通过自动聚焦算法获得； 自动聚焦算法具体如下： 1‑1.以纯幅值图像为目标， 对其进行 无透镜全息成像获得对应的全息图像； 1‑2.以一定步长遍历一个估计范围内传播距离， 并以这些传播距离反向传播全息图， 得到不同传播距离对应的反向传播图； 1‑3： 对步骤1 ‑2获得的各反向传播图执 行阈值分割算法， 获得对应的二 值图像； 1‑4： 计算步骤1 ‑3获得的二值 图像的白色像素的个数； 以白色像素个数最多 的二值图 像对应的传播距离作为传播距离最优值。 8.根据权利要求7所述的一种无透镜全息成像的细胞图像恢 复方法， 其特征在于： 步骤 1‑1所述的纯幅值图像使用USAF 标准分辨 率测试板 。 9.根据权利要求7所述的一种无透镜全息成像的细胞图像恢 复方法， 其特征在于： 步骤 1‑2中的遍历步长为1微米； 获得传播距离最优值后， 在其两侧以0.2微米的步长进行细遍 历， 进一步更新传播距离最优值。 10.根据权利要求7所述的一种无透镜全息成像的细胞图像恢复方法， 其特征在于： 步权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114265298 A 2骤1‑2中的遍历范围为 通过原系统的硬件配置得到的估计值的上 下200微米区间。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114265298 A 3