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龙图腾网恭喜中国地质大学(北京)申请的专利一种基于卷积神经网络的区域红外数字全息方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114998469B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210654106.8，技术领域涉及：G06T11/00；该发明授权一种基于卷积神经网络的区域红外数字全息方法是由李子健;黄昊翀;翟莹莹;郑志远设计研发完成，并于2022-06-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于卷积神经网络的区域红外数字全息方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于卷积神经网络的区域红外数字全息方法，包括红外数字全息系统构建与数据集采集，模拟样品数据集构建，基于卷积神经网络模型的动态重建，原始红外全息图区域分块重建过程。其优势在于：使包含有多样品不同深度的原始红外全息图变成在图像不同区域具有不同聚焦距离重建出的红外数字全息重建振幅和相位图像。

本发明授权一种基于卷积神经网络的区域红外数字全息方法在权利要求书中公布了：1.一种基于卷积神经网络的区域红外数字全息方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、红外数字全息系统构建与数据集采集过程；所述红外数字全息系统包括：激光光源（1）、准直器（2）、光线分束器（3）、反射镜一（4）、反射镜二（5）、二维电动平移台（6）、轴向平移台（7）、样品（8）、连接杆（9）、红外探测器（10）；激光光源（1）用于发射红外激光通过光纤连接至准直器（2），从准直器（2）中发出的红外激光通过光线分束器（3）后被分为两条相干光，其中一条红外激光通过样品（8）后经过位于轴向平移台（7）后方的反射镜一（4）后到达红外探测器（10），另一条红外激光则经过反射镜二（5）后直接到达红外探测器（10），二维电动平移台（6）和轴向平移台（7）使用连接杆（9）相互连接使得样品能够进行平移或旋转操作；准直器（2）、光线分束器（3）、轴向平移台（7）和反射镜一（4）依次空间上垂直排列；红外探测器（10）与反射镜一（4）平行；红外探测器（10）用于接收红外激光信号，位于反射镜二（5）的正下方；反射镜二（5）与光线分束器（3）平行；通过红外数字全息系统获取原始红外全息图，将覆有样品（8）的载玻片放置在轴向平移台（7）上方，通过在轴向方向上连续移动样品（8），用红外探测器（10）采集得到多个轴向深度的原始红外全息图，随后将采集到的原始红外全息图通过算法重建得到真实样品数据集；记录从轴向平移台（7）中得到的聚焦距离，对真实样品数据集进行标定；步骤二、模拟样品数据集构建过程，使用计算机中的自由空间衍射传播算法模拟全息图聚焦面重建过程，首先生成随机库样品的原始模拟全息图，仿真计算不同距离下的自由空间传播后得到的衍射图像，并人为标定每张衍射图像的聚焦效果，最终由原始模拟全息图与衍射图像组成模拟样品数据集并按照M:N的比例将其分成训练集与测试集；这里使用自动聚焦方法来模拟生成重建距离，在整个传播距离范围内对平面上的图像进行重建，使用不同传播距离的数值结果生成多个模拟聚焦全息图；步骤三、基于卷积神经网络模型的动态重建过程，识别重建过程中需要聚焦样品的个数，通过计算机对真实样品数据集进行预处理，识别真实样品数据集中每张原始红外全息图所对应的样品个数并标定每个样品所在范围生成真实样品数据集所对应的参数文件；建立卷积神经网络模型，通过使用步骤二中得到的训练集与测试集，设置神经网络参数提取不同聚焦程度全息图的特征，并设置反向传播过程，采用步骤一中被标定的真实样品数据集中的聚焦距离建立损失函数；在K个预测结果的范围内使用角谱算法将原始红外全息图传播到K个不同距离的平面,通过重建过程得到的每张原始红外全息图使用切片分割聚焦距离的形式构建U张原始红外聚焦全息图进行筛选，并与步骤一中记录原始红外全息图时的初始距离对比校验，构建二级损失函数进行误差消除并最终输出预测的最佳聚焦距离，通过训练直到测试集中的训练结果与标定后的真实样品数据集聚焦距离准确率达到P以上时，通过读取参数文件后将真实样品数据集输入此卷积神经网络模型对真实样品数据集进行自由空间传播重建；步骤四、原始红外全息图区域分块重建过程，将原始红外全息图网格化分块得到m*n个红外区域全息图，利用步骤三中的卷积神经网络模型判断每个红外区域全息图的聚焦距离并输出得到参数数据集，参数数据集包含真实样品数据集中每个红外区域全息图在不同范围的最佳聚焦距离；最后采用步骤二中的聚焦方法应用于真实样品数据集与参数数据集得到红外数字全息分块重建图像，最终按照网格化分块模型对m*n个红外数字全息分块重建图像进行拼接图像并对被每个红外数字全息分块重建图像与其相邻的红外数字全息分块重建图像间样品边缘外背景采用相同聚焦距离进行重建，防止拼接图像间出现缝隙达到平滑拼接的目的，最终得到红外数字全息重建振幅和相位图像。

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