Phase Retrieval, Ptychografie Flashcards
Was bezeichnet man als Phase Retrieval? (Phasenabruf)
und welche Methoden gibt es?
Das Erhalten der Phase aus Bildern über Algorithmen. (man errät die Phase)
Es werden algorithmisch Lösungen für das Phasenproblem gefunden . Bei einem komplexen Signal mit Amplitude und Phase.
z.B. durch Error-Reduction Algo.
Was ist der Nutzen des Error Reduction Algo. (Gerchberg-Saxton Algo.)?
und wie das Vorgehen?
Randbedingungen umsetzen, um an die Phase ranzukommen und Bild zu rekonstruieren.
Durch Randbedingungen (z.B. zwei Bilder von einem Sample) in zwei Basen (FT und Ortsraum) und viele Iterationen von Algo.
- Schätzung über das was im Ortsraum gegeben –> Wiederholung bis zur Konvergenz
1. erste Randbed. forcieren
2. Basiswechsel (in FT z.B.)
3. zweite RB forcieren (z.B. kennen wir Amplituden)
4. Basiswechsel (inverseFT)
1. wieder erste RB forcieren (z.B. negative zahlen null setzen)…
Wiederholung bis alle RBs erfüllt
Können wir durch einen Diffusor durchschauen?
Was verursacht der Diffusor und wie wird diese beschrieben?
- Im Normalfall nicht (wie Wand)
- verursacht starke Wellenfrontverzerrung (starke, hohe Aberrationen)
- Faltung mit einer “bösartigen” PSF
Was ähnelt einer Autokorrelation?
Einer Faltung nur mit Vorzeichenunterschied (komplex konjugieren im Frequenzraum)
Was gilt für ein invariantes, lineares System ? Bezüglich der PSF
Die Verschiebung der PSF bleibt an anderem Ort gleich
Diffusor: Wie nähert man an eine gute PSF in der inkohärente Abbildung an?
in inkohärenter Abbildung: böse PSF eines Diffusors –> h ergäbe ein ausgedehntes Specklemuster –> Annäherung an gute PSF durch Delta-Fkt + Untergrund
Was besagt der Memory Effekt?
Speckle weisen Memory Effekt auf:
sorgt dafür, dass Annahme „lineares, invariantes System“ bestehen bleibt. —> Autokorrelation bleibt vom Diffusor unbeeinflusst
Winkeländerung des Lichtstrahls führt nur zur Verschiebung des Specklemusters
Kann man aus der Autokorrelation auf das Objekt zurück schließen ?
In bestimmten Fällen ist es möglich, wenn man Einschränkungen auf das Objekt hat.
–> Phase-Retrieval
Mit Support
Wir wissen, dass die Autokorrelation der quadratische Betrag der FT ist –> also Wurzel nehmen –> Bestimmung der Phase
Was ist die Grundidee des Error Reduction Algo. (Gerchberg-Saxton Algo.) ? und was das Problem dabei? und wie können wir dieses beheben?
dass wir zwischen Orts-, Fourierraum hin und heriterieren und dabei jeweils die RB forcieren
–> Aber Iterationen könnten stecken bleiben (zu viele)
–> HIO: Abwandlung des Error-Red-Algo mit Parameter beta, der von I(x) abgezogen wird und den Algo. träger macht HIO hat gewisse Trägheit in den Schritten (Feedback aus früheren Iterationen) Garantien des Fortschrittes aber nicht mehr vorhanden.
Shrink wrap: support kleiner machen nach Iterationen
Was ist der HIO (Hybrid-Input-Output Algo) ?
- Um “stecken bleiben in zu kleinen Fortschritten” zu verhindern
- Abwandlung des Error-Red-Algo mit Parameter beta, der von I(x) abgezogen wird und den Algo. träger macht
- HIO hat gewisse Trägheit in den Schritten (Feedback aus früheren Iterationen) Garantien des Fortschrittes aber nicht mehr vorhanden.
Wie macht sich eine Verschiebung des Bildes in FT und Autokorrelierten sichtbar ? (Also an mehreren Orten das gleiche Bild)
oder wieso ist der Ort nicht so kritisch?
. Wenn wir das Bild verschieben, haben wir einen Phasenshift in FT
- Autokorrelierte bleibt gleich –> zu versch. Autokorrelierten gehören versch. Bilder, die einfach nur verschoben sind gegeneinander (wenn support festgelegt –> ist festgelegt wie groß das Bild ist –> dadurch nicht absolut positionieren, aber durch Wände schauen)
Bildgebung mit einem Diffusor ? Techniken?
- Einen Diffusor
- Zwei Diffusor
- Bild um die Ecke
Andere Phase Retrieval Techniken außer mit Diffusor?
kohärente Welle auf Objekt –> Beugugsmuster auf Detektor –> durch Phase Retrieval auf Objekt schließen
Was ist Ptychografie?
- Mikroskopische Bildgebung, bei der mehrere Aufnahmen durchgeführt werden.
- Jede Aufnahme nimmt einen unterschiedlichen aber überlappenden Bereich des Beugungsbildes auf. (Aufnahmen dürfen nicht unabhängig voneinander sein)
–> Die Aufnahmen falten sich ineinander
Was für Ptychografie Techniken gibt es ?
- einfache (ohne Linse)
- fokussierte (mit Linse)
- Nahfeld (mit Diffusor?)
- abgebildete
- Fourier-Ptychografie (aus versch. Richtungen beleuchten)
