CN112730486A - 一种处理Laue衍射图片的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种处理Laue衍射图片的方法及系统，包括：步骤M1：基于Laue实验测得衍射观测图案；步骤M2：对衍射观测图案进行预处理，得到预处理后的衍射观测图案；步骤M3：基于预设弹性变形梯度张量采用全局集成数字图像相干技术配准衍射参考图案和预处理后的衍射观测图案，得到配准后的被衍射区域的弹性变形梯度张量；步骤M4：基于得到的配准后被衍射区域的弹性变形梯度张量，得到衍射样品中的弹性应力；本发明通过将全局集成数字图像相干技术和Laue衍射实验相结合，提升了Laue衍射实验测量局部应变和应力的精度。
Description
技术领域
本发明涉及晶体材料表征和粒子衍射领域，具体地，涉及一种处理Laue衍射图片的方法及系统。
背景技术
粒子衍射技术包含X射线衍射，背散射电子衍射，中子衍射等。各种衍射技术以其非破坏性、易于自动化、高分辨率、高速度和丰富的观测结果，在各种工程材料和学术界得到了广泛的应用。其中的Laue技术依托高能X射线，分辨率高，透射性能好，能快速给出晶粒大小、变形程度等信息，是材料、地质等领域广泛应用的技术。
Laue衍射技术中，高能X射线经过汇聚，射入样品表面，经过与样品组成原子的复杂作用，最终有部分X射线射出样品表面，且其出射的角度和样品晶面间距符合布拉格衍射方程，从而在屏幕上形成特征性的Laue衍射斑点，亦称Laue衍射图案。若样品发生变形，Laue衍射图案的位置也会相应的改变，可将样品某处认定为未变形，其对应的Laue衍射图案为参考图案，而将参考图案与分析图案间的相对位移场与实验几何参数和样品局部变形联系起来。现阶段业界普遍采用局部图像追踪方法来分析Laue衍射图片，该方法难以确定计算域(Region of Interest)，且误差较大。因此，急需一种简单易行且精确的Laue衍射图案分析方法。
专利文献CN105136361A(申请号：201510563598.X)公开了一种用X射线衍射测定立方单晶体材料应力的方法，涉及一种测定立方单晶体材料应力的方法。本发明为了解决现有的单晶体材料应力的测量方法测定结果的可靠性不高的问题。本发明首先利用极图技术，准确确定晶体的方向；对处理后的试样利用X射线衍射技术得到极图，通过极图分析进一步得到方位角和ψ；然后建立关系坐标系并且进行单晶定向；根据关系坐标系以及弹性力学应力应变的关系，得到2θ-2θ0＝A1σ11+A2σ12+A3σ22，然后通过改变方位角ψ和分别求得A1，A2，A3代入公式2θ-2θ0＝A1σ11+A2σ12+A3σ22，进而求得σ11、σ12、σ22。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种处理Laue衍射图片的方法及系统。
根据本发明提供的一种处理Laue衍射图片的方法，包括：
步骤M1：基于Laue实验测得衍射观测图案和衍射参考图案；
步骤M2：对衍射参考图案和衍射观测图案进行预处理，得到预处理后的衍射观测图案和衍射参考图案；
步骤M3：基于预设弹性变形梯度张量采用全局集成数字图像相干技术配准预处理后的衍射参考图案和衍射观测图案，得到配准后的被衍射区域的弹性变形梯度张量；
步骤M4：基于得到的配准后被衍射区域的弹性变形梯度张量，得到衍射样品中的弹性应力；
所述Laue衍射观测图案是通过复合波长的X射线在晶体材料中发生衍射而形成的斑点状的衍射图案；
所述衍射参考图案是从Laue实验的观测图案中选取没有发生变形或变形程度在预设范围内的图案作为衍射参考图案。
优选地，所述步骤M2包括：
步骤M2.1：调整衍射观测图案的亮度，使得衍射参考图案和衍射观测图案的像素灰度值的平均值和方差相同，得到处理后的衍射观测图案；
步骤M2.2：计算衍射参考图案和处理后的衍射观测图案的残差，并基于计算得到的残差计算若干张图案残差场的分布，得到衍射参考图案和衍射观测图案噪声的标准差；
步骤M2.3：将衍射参考图案和衍射观测图案除以标准差，得到预处理后的衍射参考图案和衍射观测图案。
优选地，所述步骤M2.2中残差包括：
r＝f(x)-g[x+u(Fe,x)] (1)
其中，r表示残差；f(x)表示衍射参考图案；g(x)表示衍射观测图案；u(Fe,x)表示在弹性变形梯度张量Fe作用下x处的位移。
优选地，所述步骤M3包括：设立表征预处理后的衍射参考图案和衍射观测图案差距为目标函数，基于预设的弹性变形梯度张量，采用全局集成数字图像相干技术配准衍射参考图案和预处理后的衍射观测图案，直至目标函数收敛。
优选地，所述目标函数包括：
θ＝∑ROI(f(x)-g[x+u(Fe,x)])2 (1)
其中，ROI表示计算域；u(Fe,x)表示在弹性变形梯度张量Fe作用下x处的位移；f(x)表示衍射参考图案；g(x)表示衍射观测图案；
以荧光屏为参考系，考察X射线束与样品的作用区域S，样品的作用区域S是Laue衍射图案中心，坐标位置定义为(x＊,y＊,-z＊)，则：
其中，u表示位移；p表示投影矢量；p′表示经过弹性变形后的投影矢量，下标z表示矢量Fep在z方向上的分量；
其中，X表示未变形情况下样品中任一物质点的位置矢量；未变形情况下物质点的位置矢量由空间中的坐标X、Y、Z表示；xe表示变形后物质点的位置矢量，变形后物质点的位置矢量由空间中的坐标xe、ye、ze表示；上标e表示变形的性质为弹性。
优选地，所述目标函数收敛包括：采用牛顿算法修正弹性变形梯度张量参数，逐步降低目标函数以至收敛，得到配准后的被衍射区域的弹性变形梯度张量。
优选地，所述牛顿算法修正弹性变形梯度张量参数包括：
步骤N1：基于Hessian矩阵[M]以及第二项{γ}计算弹性变形梯度张量参数{δFe}，判断弹性变形梯度张量参数{δFe}，当弹性变形梯度张量参数{δFe}大于预设值时，则基于{Fe,n}＝{Fe,n-1}+{δFe}更新弹性变形梯度张量；
步骤N2：基于更新后的弹性变形梯度张量，计算位移；
步骤N3：根据位移计算目标函数；
步骤N4：基于目标函数及更新后的弹性变形梯度张量更新Hessian矩阵[M]以及第二项{γ}；重复执行步骤N1至步骤N4，直至基于Hessian矩阵[M]以及第二项{γ}计算弹性变形梯度张量参数{δFe}小于等于预设值时，则得到配准后的被衍射区域的弹性变形梯度张量。
优选地，所述步骤N1包括：
[M]{δFe}＝{γ}
其中，Mij表示Hessian矩阵[M]第i行第j列的分量，γi表示第二项{γ}的第i个分量；Fi e表示变形梯度张量Fe的第i个分量；
表示变形梯度张量Fe的第j个分量；
表示函数f(x)的梯度张量；Ψ(x,Fe)表示u关于Fe的偏导函数，第i个分量表示为
g(x+u(x,Fe))表示根据u(x,Fe)修正的衍射观测图案。
优选地，所述步骤M4包括：基于弹性变形梯度张量，通过球分解得到弹性应变张量，利用弹性应变张量，基于胡克定律，得到弹性应力。
根据本发明提供的一种处理Laue衍射图片的系统，包括：
模块M1：基于Laue实验测得衍射观测图案和衍射参考图案；
模块M2：对衍射参考图案和衍射观测图案进行预处理，得到预处理后的衍射观测图案和衍射参考图案；
模块M3：基于预设弹性变形梯度张量采用全局集成数字图像相干技术配准预处理后的衍射参考图案和衍射观测图案，得到配准后的被衍射区域的弹性变形梯度张量；
模块M4：基于得到的配准后被衍射区域的弹性变形梯度张量，得到衍射样品中的弹性应力；
所述Laue衍射观测图案是通过复合波长的X射线在晶体材料中发生衍射而形成的斑点状的衍射图案；
所述衍射参考图案是从Laue实验的观测图案中选取没有发生变形或变形程度在预设范围内的图案作为衍射参考图案。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过将全局集成数字图像相干技术和Laue衍射实验相结合，提升了Laue衍射实验测量局部应变和应力的精度，经实验证明，本发明求得的应变精确度在10-6量级，要远高于目前业界普遍采用的局部图像追踪方法；
2、本发明具有编写简单，计算速度快的特征，是一种方便使用且精确的Laue衍射图案数据处理方法；
3、本发明一次性选取整张图片用来分析，而无需提取图片中的某些特定斑点；
4、本发明采用全局集成DIC方法来最小化两类图片的差别，仅将弹性偏变形梯度张量的八个参数作为未知量，修正它们以配准图片；
5、本发明首先配准若干张Laue衍射图片，从而计算出图片的噪声分布，进而重构出降噪后的更加精确的参考图案，以提高计算精度；
6、采用更精确的参考图案，并除以各部分噪声的标准差，配准全部实验衍射图案和参考图案，从而更精确的测得样品的应力应变。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为Laue衍射斑点位移与样品局部弹性应变的投影关系；
图2为实验Laue衍射图案样例；
图3为ux关于Fe的八个梯度场ψxi；
图4为单晶铁四点弯曲实验，及其弹性应变测量结果；
图5为Laue图片噪声标准差分布图；
图6为降噪前后Laue图片的梯度场，可见降噪后梯度场显著降低；
图7为一种处理Laue衍射图片的方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
根据本发明提供的一种处理Laue衍射图片的方法，包括：
步骤M1：基于Laue实验测得衍射观测图案和衍射参考图案；
步骤M2：对衍射参考图案和衍射观测图案进行预处理，得到预处理后的衍射观测图案和衍射参考图案；
步骤M3：基于预设弹性变形梯度张量采用全局集成数字图像相干技术配准预处理后的衍射参考图案和衍射观测图案，得到配准后的被衍射区域的弹性变形梯度张量；
步骤M4：基于得到的配准后被衍射区域的弹性变形梯度张量，得到衍射样品中的弹性应力；
所述Laue衍射观测图案是通过复合波长的X射线在晶体材料中发生衍射而形成的斑点状的衍射图案；
所述衍射参考图案是从Laue实验的观测图案中选取没有发生变形或变形程度在预设范围内的图案作为衍射参考图案。
具体地，所述步骤M2包括：
步骤M2.1：调整衍射观测图案的亮度，使得衍射参考图案和衍射观测图案的像素灰度值的平均值和方差相同，得到处理后的衍射观测图案；
步骤M2.2：计算衍射参考图案和处理后的衍射观测图案的残差，并基于计算得到的残差计算若干张图案残差场的分布，得到衍射参考图案和衍射观测图案噪声的标准差；
步骤M2.3：将衍射参考图案和衍射观测图案除以标准差，得到预处理后的衍射参考图案和衍射观测图案。
具体地，所述步骤M2.2中残差包括：
r＝f(x)-g[x+u(Fe,x)] (1)
其中，r表示残差；f(x)表示衍射参考图案；g(x)表示衍射观测图案；u(Fe,x)表示在弹性变形梯度张量Fe作用下x处的位移。
具体地，所述步骤M3包括：设立表征预处理后的衍射参考图案和衍射观测图案差距为目标函数，基于预设的弹性变形梯度张量，采用全局集成数字图像相干技术配准衍射参考图案和预处理后的衍射观测图案，直至目标函数收敛。
具体地，所述目标函数包括：
θ＝∑ROI(f(x)-g[x+u(Fe,x)])2 (1)
其中，ROI表示计算域；u(Fe,x)表示在弹性变形梯度张量Fe作用下x处的位移；f(x)表示衍射参考图案；g(x)表示衍射观测图案；
以荧光屏为参考系，考察X射线束与样品的作用区域S，样品的作用区域S是Laue衍射图案中心，坐标位置定义为(x＊,y＊,-z＊)，则：
其中，u表示位移；p表示投影矢量；p′表示经过弹性变形后的投影矢量，下标z表示矢量Fep在z方向上的分量；
其中，X表示未变形情况下样品中任一物质点的位置矢量；未变形情况下物质点的位置矢量由空间中的坐标X、Y、Z表示；xe表示变形后物质点的位置矢量，变形后物质点的位置矢量由空间中的坐标xe、ye、ze表示；上标e表示变形的性质为弹性。
具体地，所述目标函数收敛包括：采用牛顿算法修正弹性变形梯度张量参数，逐步降低目标函数以至收敛，得到配准后的被衍射区域的弹性变形梯度张量。
具体地，所述牛顿算法修正弹性变形梯度张量参数包括：
步骤N1：基于Hessian矩阵[M]以及第二项{γ}计算弹性变形梯度张量参数{δFe}，判断弹性变形梯度张量参数{δFe}，当弹性变形梯度张量参数{δFe}大于预设值时，则基于{Fe,n}＝{Fe,n-1}+{δFe}更新弹性变形梯度张量；
步骤N2：基于更新后的弹性变形梯度张量，计算位移；
步骤N3：根据位移计算目标函数；
步骤N4：基于目标函数及更新后的弹性变形梯度张量更新Hessian矩阵[M]以及第二项{γ}；重复执行步骤N1至步骤N4，直至基于Hessian矩阵[M]以及第二项{γ}计算弹性变形梯度张量参数{δFe}小于等于预设值时，则得到配准后的被衍射区域的弹性变形梯度张量。
具体地，所述步骤N1包括：
[M]{δFe}＝{γ}
其中，Mij表示Hessian矩阵[M]第i行第j列的分量，γi表示第二项{γ}的第i个分量；Fi e表示变形梯度张量Fe的第i个分量；
表示变形梯度张量Fe的第j个分量；
表示函数f(x)的梯度张量；Ψ(x,Fe)表示u关于Fe的偏导函数，第i个分量表示为
g(x+u(x,Fe))表示根据u(x,Fe)修正的衍射观测图案。
具体地，所述步骤M4包括：基于弹性变形梯度张量，通过球分解得到弹性应变张量，利用弹性应变张量，基于胡克定律，得到弹性应力。
根据本发明提供的一种处理Laue衍射图片的系统，包括：
模块M1：基于Laue实验测得衍射观测图案和衍射参考图案；
模块M2：对衍射参考图案和衍射观测图案进行预处理，得到预处理后的衍射观测图案和衍射参考图案；
模块M3：基于预设弹性变形梯度张量采用全局集成数字图像相干技术配准预处理后的衍射参考图案和衍射观测图案，得到配准后的被衍射区域的弹性变形梯度张量；
模块M4：基于得到的配准后被衍射区域的弹性变形梯度张量，得到衍射样品中的弹性应力；
所述Laue衍射观测图案是通过复合波长的X射线在晶体材料中发生衍射而形成的斑点状的衍射图案；
所述衍射参考图案是从Laue实验的观测图案中选取没有发生变形或变形程度在预设范围内的图案作为衍射参考图案。
实施例2
实施例2是实施例1的变化例
本发明涉及从劳厄(Laue)衍射图案中提取样品局部应力应变的方法，如图7所示，适用于所有Laue衍射实验。本发明基于Laue实验测得的衍射图案(Laue diffractionpattern)，采用全局集成数字图像相干技术(Integrated Digital Image Correlation),来配准参考图案与观测图案。配准过程中设立一个目标函数来表征两类图片的差距，以弹性偏变形梯度张量(elastic deviatoric deformation gradient tensor)为所寻求的8个参数，采用牛顿算法来修正参数，逐步降低目标函数以至收敛，从而得到样品的局部应力应变。本发明代码编写简单，收敛速度快，精度高，且可方便的移植到其他衍射实验领域。
Laue衍射实验的实验原理如图1所示，高能X射线射入晶体样品后在符合布拉格方程的角度出射，在荧光屏上形成光斑图案，如图2所示。Laue衍射技术需要在荧光屏上至少形成4个光斑，且应拍摄一系列的Laue衍射图片。将Laue衍射参考图案记为f(x)，Laue衍射观测图案记为g(x)，两张图之间的相对位移场为u。调整观测图案的亮度，使得二者的平均值和方差相同。
Laue衍射应力应变测量技术的核心变量是弹性变形梯度张量
其中，X表示未变形情况下样品中任一物质点的位置矢量，该矢量可以由其空间中的三个坐标X、Y、Z表示；xe表示变形后该物质点的位置矢量，该矢量可以由其空间中的三个坐标xe、ye、ze；上标e表示变形的性质为弹性。
以荧光屏为参考系，考察X射线束与样品的作用区域S，亦即Laue衍射图案中心，其坐标位置为(x*,y*,-z*)。假设存在一没有残余应力的完美晶格，在此晶格内有一个方向矢量ΔX，这个矢量投影在荧光屏上的P(x,y,0)点处，为了表达方便，此处将投影矢量SP用p来表达。此时投影矢量为{x-x*,y-y*,z*}＝αΔX，α为投射规模。在晶体样品有残余弹性应变时，弹性变形张量Fe作用于背散射电子的方向矢量ΔX，投射到荧光屏上的电子光斑发生位移u，且此位移可以表达为：
其中，下标z表示矢量Fep在z方向上的分量。
上式将弹性变形梯度张量与两张Laue衍射图案的相对位移联系在一起，这就是本发明的基本原理。分析上式可发现，若Fe乘以任一常数，u不发生变化。因此这一方法最多只能得到Fe中的8个自由度，剩下的一个得由补充设定来提供，通常是假定样品垂直于表面的正应力为零。
DIC的目标是尽可能精确和高分辨率的测量出u(x)。为此，本发明采用全局集成DIC算法，一次性将两张Laue衍射图的全部像素代入计算，来最小化目标函数θ:
其中，ROI表示计算域(Region of Interest)，u(Fe,x)表示在Fe作用下x处的位移；
在计算域内寻找一个相对位移场，来修正观测图案，使其与参考Laue衍射图尽可能的相近。
u可用多种方式表达，全局集成DIC指的是将u用所探寻的物理量来直接表达，即将u与Fe直接联系：u＝u(Fe,x)。
通过一阶泰勒展开建立u(x)与Fe的各个分量之间的联系：
其中，δFe表示Fe的微小变化，下标i表示第i个分量，
表示δFe的第i个分量。上式右侧应用了爱因斯坦求和约定。ψ是u关于Fe的梯度场：
八个ψxi梯度场分布如图3所示，可通过修改八个参数，通过线性组合这些梯度场得到合适的ux位移场，uy同理，从而将两张实验图片精确配准。
因此，可以调节八参数而使得目标函数最小化，本发明采用牛顿算法来最小化，具体过程如下：
[M]{δFe}＝{γ}
{Fe,n}＝{Fe,n-1}+{δFe}
{δFe}是每次迭代过程中八个参数的改变量，在低于某设定值(例如10-6)时，可认为计算结束，找到最合适的弹性偏变形梯度张量，否则进行下一次迭代。Hessian矩阵[M]大小为8×8，其各个元素的表达式为
第二项{γ}的表达式为
可见牛顿算法中的每一项都存在关于所求的弹性变形张量的明确的表达式，因此牛顿算法可迅速的寻找最优解，该方法在速度和精度上显著优于基于局部DIC的优化算法。
本发明的核心成果是弹性变形梯度张量Fe，可通过球分解(PolarDecomposition)从中得到弹性应变张量(见图4所示)，进而乘以弹性系数矩阵(胡克定律)，得到样品的弹性应力。
本发明的另一个重要结果是配准之后，两张图片之间的残差r。
r＝f(x)-g[x+u(Fe,x)]
残差场与实验图片的噪声线性相关，计算若干张残差场的分布，可得到图片噪声的标准差(std(r))，见图5所示。
根据统计学理论，将Laue衍射图片除以噪声标准差(f/std(r),g/std(r))，即对图片各部位的灰度值加以不同的权重，噪声高的部位权重低，噪声低的部位权重高，可有效降低误差。
采用多张残差图片，将残差取平均，可有效地降低Laue图片的偶然误差，得到降噪后更加准确的参考图片，这也会提高测量精度。图6展示了降噪前后的Laue图片的对比图。
经过实验数据的验证，本发明可经过20次左右的迭代，得到精确的弹性偏变形梯度张量。对2400×2600分辨率的Laue衍射图案计算结果表明，本发明求得的应变精确度在10-6量级。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种处理Laue衍射图片的方法，其特征在于，包括：
步骤M1：基于Laue实验测得衍射观测图案和衍射参考图案；
步骤M2：对衍射参考图案和衍射观测图案进行预处理，得到预处理后的衍射观测图案和衍射参考图案；
步骤M3：基于预设弹性变形梯度张量采用全局集成数字图像相干技术配准预处理后的衍射参考图案和衍射观测图案，得到配准后的被衍射区域的弹性变形梯度张量；
步骤M4：基于得到的配准后被衍射区域的弹性变形梯度张量，得到衍射样品中的弹性应力；
所述Laue衍射观测图案是通过复合波长的X射线在晶体材料中发生衍射而形成的斑点状的衍射图案；
所述衍射参考图案是从Laue实验的观测图案中选取没有发生变形或变形程度在预设范围内的图案作为衍射参考图案。
2.根据权利要求1所述的处理Laue衍射图片的方法，其特征在于，所述步骤M2包括：
步骤M2.1：调整衍射观测图案的亮度，使得衍射参考图案和衍射观测图案的像素灰度值的平均值和方差相同，得到处理后的衍射观测图案；
步骤M2.2：计算衍射参考图案和处理后的衍射观测图案的残差，并基于计算得到的残差计算若干张图案残差场的分布，得到衍射参考图案和衍射观测图案噪声的标准差；
步骤M2.3：将衍射参考图案和衍射观测图案除以标准差，得到预处理后的衍射参考图案和衍射观测图案。
3.根据权利要求1所述的处理Laue衍射图片的方法，其特征在于，所述步骤M2.2中残差包括：
r＝f(x)-g[x+u(Fe,x)] (1)
其中，r表示残差；f(x)表示衍射参考图案；g(x)表示衍射观测图案；u(Fe,x)表示在弹性变形梯度张量Fe作用下x处的位移。
4.根据权利要求1所述的处理Laue衍射图片的方法，其特征在于，所述步骤M3包括：设立表征预处理后的衍射参考图案和衍射观测图案差距为目标函数，基于预设的弹性变形梯度张量，采用全局集成数字图像相干技术配准衍射参考图案和预处理后的衍射观测图案，直至目标函数收敛。
5.根据权利要求4所述的处理Laue衍射图片的方法，其特征在于，所述目标函数包括：
θ＝∑ROI(f(x)-g[x+u(Fe,x)])2 (1)
其中，ROI表示计算域；u(Fe,x)表示在弹性变形梯度张量Fe作用下x处的位移；f(x)表示衍射参考图案；g(x)表示衍射观测图案；
以荧光屏为参考系，考察X射线束与样品的作用区域S，样品的作用区域S是Laue衍射图案中心，坐标位置定义为(x＊,y＊,-z＊)，则：
其中，u表示位移；p表示投影矢量；p′表示经过弹性变形后的投影矢量，下标z表示矢量Fep在z方向上的分量；
其中，X表示未变形情况下样品中任一物质点的位置矢量；未变形情况下物质点的位置矢量由空间中的坐标X、Y、Z表示；xe表示变形后物质点的位置矢量，变形后物质点的位置矢量由空间中的坐标xe、ye、ze表示；上标e表示变形的性质为弹性。
6.根据权利要求4所述的处理Laue衍射图片的方法，其特征在于，所述目标函数收敛包括：采用牛顿算法修正弹性变形梯度张量参数，逐步降低目标函数以至收敛，得到配准后的被衍射区域的弹性变形梯度张量。
7.根据权利要求6所述的处理Laue衍射图片的方法，其特征在于，所述牛顿算法修正弹性变形梯度张量参数包括：
步骤N1：基于Hessian矩阵[M]以及第二项{γ}计算弹性变形梯度张量参数{δFe}，判断弹性变形梯度张量参数{δFe}，当弹性变形梯度张量参数{δFe}大于预设值时，则基于{Fe,n}＝{Fe,n-1}+{δFe}更新弹性变形梯度张量；
步骤N2：基于更新后的弹性变形梯度张量，计算位移；
步骤N3：根据位移计算目标函数；
步骤N4：基于目标函数及更新后的弹性变形梯度张量更新Hessian矩阵[M]以及第二项{γ}；重复执行步骤N1至步骤N4，直至基于Hessian矩阵[M]以及第二项{γ}计算弹性变形梯度张量参数{δFe}小于等于预设值时，则得到配准后的被衍射区域的弹性变形梯度张量。
8.根据权利要求7所述的处理Laue衍射图片的方法，其特征在于，所述步骤N1包括：
[M]{δFe}＝{γ}
其中，Mij表示Hessian矩阵[M]第i行第j列的分量，γi表示第二项{γ}的第i个分量；Fi e表示变形梯度张量Fe的第i个分量；
表示变形梯度张量Fe的第j个分量；
表示函数f(x)的梯度张量；Ψ(x,Fe)表示u关于Fe的偏导函数，第i个分量表示为
g(x+u(x,Fe))表示根据u(x,Fe)修正的衍射观测图案。
9.根据权利要求1所述的处理Laue衍射图片的方法，其特征在于，所述步骤M4包括：基于弹性变形梯度张量，通过球分解得到弹性应变张量，利用弹性应变张量，基于胡克定律，得到弹性应力。
10.一种处理Laue衍射图片的系统，其特征在于，包括：
模块M1：基于Laue实验测得衍射观测图案和衍射参考图案；
模块M2：对衍射参考图案和衍射观测图案进行预处理，得到预处理后的衍射观测图案和衍射参考图案；
模块M3：基于预设弹性变形梯度张量采用全局集成数字图像相干技术配准预处理后的衍射参考图案和衍射观测图案，得到配准后的被衍射区域的弹性变形梯度张量；
模块M4：基于得到的配准后被衍射区域的弹性变形梯度张量，得到衍射样品中的弹性应力；
所述Laue衍射观测图案是通过复合波长的X射线在晶体材料中发生衍射而形成的斑点状的衍射图案；
所述衍射参考图案是从Laue实验的观测图案中选取没有发生变形或变形程度在预设范围内的图案作为衍射参考图案。
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