多态复用的 FPM 方法的算法流程图如图 3。5 所示，与单态 FPM 方法类似：第 1 步，估计

一张高分辨率的样品图像

eih   ；第 2 步，对应不同的相干态，该样品估计被用来产生多张

低分辨率图像

eici   ，其中 i=1。。M,M 表示复用个数；第 3 步，多张低分辨率图像的强度值

被求和得到非相干的混合 It ；第 4 步，真实测量值 Im 与 It 的比值被用来更新图片的强度信息，

Im

Ici '  I It

，而相位信息保持不变；第 5 步，更新的图片被用来修正高分辨率样品估计频谱

中的对应区域。最后，对于所有测得的强度图片，以上整个过程被重复多次直到解收敛。最终

可以重构出一张大视场、高分辨的图像。

图 3。5 多态复用 FPM 算法流程图

该状态复用的 FPM 重构过程所需的时间与相干态的数量线性相关，例如，两种复用状态所需 的计算时间是单态 FPM 计算时间的两倍。这里所提出方法和单态的 FPM 方法的主要区别在于强 度替换过程。在单态的 FPM 方法中，目标图片的强度信息被真实的强度测量值 Im 直接代替，相 位信息保持不变。而在多态复用的 FPM 方法中，则是通过非相干混合值和真实测量值的比值来更 新目标图片的强度信息，这种更新过程保证了不同相干模式下的强度总和与所测得的非相干混合 值相同，尽管每种模式下的相位值都保持不变。

3。2。2 多态复用的 FPM 的实现文献综述

同样地，我们首先通过仿真验证多态复用的 FPM 方法，仿真参数的选用模拟一个光学实验显 微镜平台：波长为 632nm,CCD 像素尺寸为 6。5µm，物镜的数值孔径为 0。1（Olympus 4X Plan）。 我们模拟了一个 15*15 的 LED 阵列从不同角度照明样品，LED 阵列被摆放在样品下方 60mm 处， 相邻 LED 之间的间隔为 3mm。我们选取复用个数,即每次同时点亮 LED 灯的个数 M=4。仿真结 果如图 3。6 所示：(a1-a2)为原始的强度和相位图片；(b1-b2)为单态 FPM 方法重构的强度和相位图 片；(c1-c2)为多态复用的 FPM 方法重构的强度和相位图片。

图 3。6 单态 FPM 方法和多态复用 FPM 方法的仿真结果

接下来我们通过实验的方式来验证 FPM 方法的可行性。我们的照明系统包括一个传统显微 镜，带有 32的红光 LED 阵列（中心波长 632nm，带宽 12 nm ,尺寸约为 150µm），我们选取 中心的 15个 LED 灯作为照明光源。同样地，我们选取复用个数,即每次同时点亮 LED 灯的个 数 M=4。1951 USAF 分辨力测试板被摆放在一个放大倍数为 4 倍，数值孔径为 0。1 的物镜下。通 过用 225 个 LED 灯连续地照明样品，225 张低分辨率强度图片序列被采集。这些图片被用进多态 复用 FPM 相位恢复算法中，在样品平面中重构出高分辨率的 1951 USAF 分辨力板的图像。单态 FPM 方法和多态复用的 FPM 方法实验结果如图 3。7 所示：右下方图片分别为单态 FPM 方法和多 态复用 FPM 方法重构出的 1951 USAF 分辨率板截取区域的高分辨率图片。

图 3。7 单态 FPM 方法和多态复用的 FPM 方法实验结果

从 1951 USAF 分辨力测试板的实验结果我们可以看出，原始低分辨率图片所能分辨的最小元 素为第七组的第一元素，经过表 9。1 所换算而成的分辨率约为 4μm；经过多态复用 FPM 重构之后， 所能分辨的最小元素较低于分辨率板的最小元素，估计约为 800nm；而经过单态的 FPM 重构算 法之后，所能分辨的最小元素略超过分辨率板的最小元素，即为第 9 组的第 3 元素，经过换算而