1.一种基于二分法的叠层成像轴向距离误差快速校正方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、预准备阶段:确定轴向距离的搜索范围,设定初始距离,将衍射图样和初始距离带入叠层成像算法中迭代,当迭代满足第一终止条件时,获得重建物函数Oi(x,y,Lm);
步骤二、轴向距离误差校正阶段:计算物函数Oi(x,y,Lm)的清晰度偏值Δ,依据清晰度偏值Δ确定修正方向,在修正方向上将搜索范围缩小,并将新的搜索范围的中间值代入叠层成像算法中,重建新的物函数,依次往复计算,直至相邻计算的轴向距离满足收敛条件,输出最佳轴向距离;具体包括:S21:截取物函数Oi(x,y,Lm)的有效区域并计算清晰度偏值Δ,依据清晰度偏值Δ的正负号确定修正方向,并在修正方向上根据二分法将搜索范围缩小1/2,所述清晰度偏值Δ的计算过程为:S211、利用角谱传输,将在z0=Lm处重建的物函数O(x,y)经传递函数H传递到重建平面周围K个距离处,得到O(x,y,z),其中,角谱传输的表达式为:其中,(fx,fy)为频域坐标,k=‑K/2:K/2,z为O(x,y,z0)经角谱传输距离kΔz后的轴向距离,Δz为传输间隔, 和 分别为傅里叶变换和傅2
里叶逆变换;传输间隔Δz的表达式为:Δz=λ(2z/D) ,其中λ表示波长,D表示CCD的物理尺寸;传递函数H的表达式为: 其中i为虚数单位;
S212、利用全变分函数计算O(x,y,z)的清晰度S(z),全变分函数的表达式为:其中, 和 分别为函数在x方向和y方向
的一阶偏导,0
S213、计算清晰度偏值Δ,
S22:如果在轴向距离Lm处的清晰度偏值Δ>0,则Lup=Lm,否则,Ldown=Lm;
S23:在更新后的搜索范围[Ldown,Lup]中选取中间值L(i)=(Ldown+Lup)/2;
S24:将更新后的轴向距离L(i)代入叠层成像算法中迭代s次,得到一个新的更新物函数Oi(x,y,L(i)),其中i=i+s;
S25:计算上一步重建物函数Oi(x,y,L(i))的清晰度偏值Δ,如果Δ>0,则Lup=L(i),否则,Ldown=L(i),更新轴向距离L(i+1)=(Lup+Ldown)/2;
S26:重复步骤S24至S25,直至达到轴向距离的收敛条件|L(i+1)‑L(i)|<ε,其中0.0001≤ε≤0.01;
步骤三、输出结果阶段:将校正后的轴向距离和重建物函数继续带入叠层成像算法中进行迭代计算,直至满足第二终止条件时输出最终重建结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于二分法的叠层成像轴向距离误差快速校正方法,其特征在于,所述轴向距离的搜索范围为:[Ldown,Lup],初始距离设定为Lm=(Ldown+Lup)/2。
3.根据权利要求1所述的一种基于二分法的叠层成像轴向距离误差快速校正方法,其特征在于,所述第一终止条件为:ΔMSE(i)<σ1,其中0<σ1≤0.01。
4.根据权利要求1所述的一种基于二分法的叠层成像轴向距离误差快速校正方法,其特征在于,所述第二终止条件为:ΔMSE(i)<σ2,其中,0<σ2≤0.01,且σ2≤σ1。