CN115516497A - 用于双折射测量的背景修正 - Google Patents

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Abstract

一个示例提供一种计算机实现的方法，用于读取存储介质中被存储为双折射值的数据。该方法包括：获取存储介质的体素的图像，对体素的图像应用具有第一截止频率的第一低通滤波器以获得第一背景图像，对体素的图像应用具有第二截止频率的第二低通滤波器以获得第二背景图像，第二截止频率与第一截止频率不同，从第一背景图像和第二背景图像中确定增强背景图像，确定用于增强背景图像的双折射值，确定用于体素的图像的双折射值，以及基于增强背景图像的双折射值来修正体素的图像的双折射值。

Description

用于双折射测量的背景修正
背景技术
在过去的十年中，世界很多数据已经转移到云中。为了满足日益增长的需求，云供应商依靠各种数据存储技术。这些技术包括非易失性存储器(NVM)、闪存、硬盘驱动器(HDD)、磁带和光盘。这些存储技术在成本、延迟、吞吐量、存储密度、故障率和媒体寿命等方面各不相同。
发明内容
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下文的详细描述中进一步描述。本摘要并不打算确定所要求的主题的关键特征或基本特征，也不打算用来限制所要求的主题的范围。此外，所要求的主题并不限于解决本公开的任何部分中所指出的任何或所有缺点的实施方案。
一种有前途的存储数据的技术是将数据编码为介质存储介质中的本地化双折射体素(voxel)。这种数据可以以高密度存储，而且与磁性和其他存储介质相比，存储介质可以有很长的使用寿命。读取双折射体素包括用偏振光探测体素，并检测体素产生的光的偏振变化。然而，偏振变化也可能来自存储介质的外部和内部的背景源。虽然外部背景效应可以通过在没有存储介质的情况下获取测量值来修正，但这种背景修正方法将无法修正存储介质本身产生的背景偏振变化。此外，在没有存储介质的情况下获取背景测量需要进行附加的测量，从而增加了数据读取所使用的时间量。因此，本文所公开的技术的各方面使用存储介质的相同图像来纠正由存储介质外部的来源和存储介质本身产生的背景。
一个方面提供了一种计算机实现的方法，用于读取存储介质中存储为双折射值的数据。该方法包括获取存储介质的体素的图像，对该体素的图像应用具有第一截止频率的第一低通滤波器以获得第一背景图像，对该体素的图像应用具有第二截止频率的第二低通滤波器以获得第二背景图像，该第二截止频率不同于第一截止频率。从第一背景图像和第二背景图像确定增强背景图像，为增强背景图像确定双折射值，为体素的图像确定双折射值，并根据增强背景图像的双折射值修正体素的图像的双折射值。第一背景图像可以代表更多的本地化背景特征，如存储介质中其他体素产生的双折射噪声，而第二背景图像可以代表更多的全球背景特征。第一带通滤波器的作用是去除代表聚焦的体素的更详细特征的高频数据，从而留下在读取过程中失焦的其他体素的不太详细的特征。在这一方面，双折射样本的图像可以用来修正来自存储介质本身以及外部来源的背景，而不需要在没有存储介质的情况下获取单独的背景测量。
附图说明
图1示意性地描述了存储介质中双折射体素的读取。
图2示意性地描述了包括编码为双折射体素的数据的存储介质。
图3示出了表示偏振态为球体上的位置的Poincaré球体。
图4示出了描述用于根据为似然性函数确定的最大值来确定双折射值的示例方法的流程图。
图5显示用于测量双折射值的偏振态的例子。
图6示出了基于两次测量和基于一次测量的双折射值的示例解决方案。
图7示出了描述使用波长复用来获取双折射测量值的示例方法的流程图。
图8示出了用于利用波长复用读取双折射数据的示例系统的框图。
图9示出了用于利用来自同一图像源的光对不同偏振态的光进行波长复用的示例系统。
图10A-图10B示出了描述通过波长复用测量双折射体素的示例方法的流程图。
图11显示描述用于执行双折射值的背景修正的示例方法的流程图。
图12示出了一个示例计算系统的框图。
具体实施方式
如上所述，一种有前途的云数据存储技术涉及使用高功率、短脉冲激光辐照，将数据光学地写入固体电介质衬底，如玻璃。辐照度在其焦点处诱导出本地化双折射，随后可以用偏振成像法读回。术语“体素”在这里指的是衬底的任何离散体积，其中可以存储单个数据值(即，符号)。储存在体素中的数据可以采取各种形式。原则上，衬底晶格的任何穆勒矩阵系数都可以被操纵来编码数据。在使用二氧化硅玻璃基板的例子中，来自聚焦的偏振辐照的晶格扰动采取的形式是在焦点处的非本征双折射。因此，衬底的每个体素可以被建模为一个非常小的波板，有一个迟滞的幅度和一个方位角。这些模型参数可以被独立操作，以向一个给定的体素写入所需的符号。这里，光束的偏振角决定了体素的方位角，而其他各种因素(脉冲振幅、持续时间、能量、数量和/或脉冲间的间隔)决定了体素的迟滞。
通过将可实现的方位角和/或迟滞大小的连续空间划分为离散的区间，通过将该体素的双折射写入离散区间之一，可以将多比特数据值编码到每个体素中。此外，在一些例子中，多个平行的体素结构层可以通过将激光辐照度聚焦到衬底辐照表面以下的特定深度而被写入同一衬底。这些特征，单独或结合起来，可以使大量的数据被写入单一的介质中。在一些例子中，存储介质包括一个固体、板状结构。在其他例子中，存储介质包括在另一衬底上形成的一个薄层。在进一步的例子中，存储介质可以具有任何其他适当配置，例如棱镜或圆柱体。
双折射体素在光通过它时表现为各向异性，因为不同的光偏振态以不同的速度通过样本。当光穿过双折射体块或从其上反射时，其偏振态会以特定的方式改变，这取决于样本的方位角和迟滞性。因此，关于体素的方位角和迟滞的信息可以通过测量与双折射体素相互作用的偏振光的偏振态而获得。
测量偏振态(以及因此测量体素的角度和迟滞)的一些方法涉及使用不同的输入或输出(或两者)偏振进行一系列的测量。图1示意性地说明了存储在存储介质100中的双折射数据的读取。来自光源102的光通过偏振态发生器(PSG)104，其输出的偏振光的偏振角由PSG决定。该光源可包括LED、激光或其他光源。
在通过存储介质100后，来自光源102和PSG 104的光通过存储介质105的一个或多个体素，通过2偏振态分析器(PSA)106，继而去往检测器108。PSA 106和PSG 104的设置定义了用于测量的强度mk的偏振态k，如下文更详细地描述。检测器108例如可以包括CMOS图像传感器(例如，高分辨率/高帧率传感器)或其他适当光电探测器阵列，其可以对定位在存储介质105内的焦平面的整体进行成像，从而对同一图像中的多个阵列体素进行成像。在其他例子中，可以使用一个点检测器或小型检测器阵列，例如，光电二极管、光电晶体管或SPAD(单光子雪崩二极管)来逐点建立图像)。尽管图1示出了光线通过存储介质并到达图像传感器的过程，但在其他例子中，光线可以通过存储介质的反射到达图像传感器。
在要从存储介质105的多个层中读取数据的例子中，可变焦距光学器件110可用于调整检测器108的焦平面，从而使焦平面上的体素被读取，而其他体素则不在焦距范围。在其他例子中，改变焦点可以通过移动样本来实现。图2示意性地示出了一个包括多层体素的存储介质200的例子，其中两层在202和204处说明。
为了描述对体素的测量，一个常用的结构是Poincaré球体，在图3中在300处示出。Poincaré球体300通过将四维斯托克斯矢量的最后三个分量映射到三维笛卡尔坐标系上，用于表示光的偏振态。对于全偏振光，一个特定的测量状态由球体表面上的一个特定位置来描述，代表光的一个特定偏振态。部分偏振光由来自Poincaré球体表面内部的点表示。北极代表RCP，即，右圆偏振光。南极代表LCP，即，左圆偏振光。赤道上的状态是线性偏振，角度由球体上的方位角定义。球体上的一般点是椭圆偏振，椭圆度由该状态与极点之间的角度决定，而方位角由绕球体的角度定义。球体上302处示出了一个偏振态的例子。黑色虚线是一个恒定纬度的圆，因此也是恒定迟滞的。术语“摆动”指的是测量状态相对于球体的极点的角度304。这个水平角度就是方位角306。由于体素的方位角和迟滞导致探针光的偏振输出状态，体素的方位角和迟滞也可以表示为球体表面上的一个点。
目前确定存储介质体素的双折射值的方法涉及在不同探针光偏振态下对体素进行的三次或多次(通常是四次)测量。之所以使用多次测量，是因为确定方法涉及四个自由度--体素迟滞、体素方位角、测量比例和测量偏移。四个测量方法为每个读取过程确定所有这四个值。Shribak和Oldenbourg(M.Shribak and R.Oldenbourg,“Techniques for Fastand Sensitive Measurements of Two-Dimensional Birefringence Distributions”2003年Optical Society of America所发表的Applied Optics,第42卷,第16期(https://www.osapublishing.org/ao/abstract.cfm？uri＝ao-42-16-3009；也参见https://doi.org/10.1364/AO.42.003009)描述了一种三测量方法，其假定偏移为零，并通过三个测量值解决其他三个参数。然而，由于测量次数的原因，使用三或四次测量会影响从存储中检索数据的速度。
因此，本文公开了可用于确定双折射体素的方位角和迟滞值的示例测量过程，使用的测量次数少于三次。简而言之，所公开的方法利用基于对迟滞的先验知识的迟滞值的约束，允许用两次测量或甚至一次测量来确定迟滞和方位角值。所公开的方法也可用于三次测量，与先前的三次测量方法相比，其优点是只要在测量前知道偏移量，就不需要假定其为零，而且可以确定相对迟滞和角度。由于在读取存储介质中编码为双折射的数据时，尺度和偏移量在空间和时间上没有明显的变化，因此可以使用四次(或多次)测量技术一次性或定期地确定尺度和偏移量，继而使用少于四次的测量方法将确定的尺度和偏移量值用于随后的迟滞和角度的确定。此外，如下面所述，当不知道刻度和偏移时，可以通过数字优化技术来确定。
图4示出了一个流程图，说明了用于确定双折射值的示例方法400。方法400是一种技术的例子，该技术可被用于确定比例和偏移值以用于使用较少的测量的后续确定，并与当前方法相比提供了以下的优势：可以使用任意探针光偏振态、而不是通过物理仪器可能难以实现的预定状态来进行确定。方法400首先包括，在402，获取体素在不同偏振态下的四个或更多的测量值，其中每个测量值包括在测量状态k下的观察强度mk，该测量状态由具有摆动χk和角度θk的测量偏振态定义。方法400进一步包括：在404，确定用于体素测量的似然性函数，其中对于多个双折射值集的每个双折射值集，该似然性函数表示体素的测量由双折射值集产生的似然性。该似然性使用噪声模型和数据模型的假设、基于角度和迟滞而被确定。可以使用任何适当数据模型和噪声模型，包括高斯、泊松、以及高斯和泊松的组合。作为一个例子，使用高斯噪声模型(在406处表示)，给定测量状态k的测量强度mk的似然性由公式(1)给出。
Figure BDA0003926768740000061
在公式(1)中，Ik＝a(1-cosχkcosδ+sinΦksinδsin(2φ-2θ))+b，其中Ik是对偏振态k采取的预期测量，δ是样本延迟，φ是样本角度，a是比例参数，b是偏移，σ是噪声。术语“双折射值”表示{a,b,δ,φ}的一组数值。使用这种表达方式，确定一组测量值的可能性的似然性函数可以表示为
Figure BDA0003926768740000062
作为
Figure BDA0003926768740000063
针对多个双折射值集计算L，并为似然性函数确定一个最大值，如408处所示。继而在410处，使用似然性函数的最大值，基于产生最大确定值的体素测量值的集合，来确定针对该集合的最可能的双折射值集。这可以在数学上表示为公式(2)。
{a，b，δ，φ}＝argmax(L(a，b，δ，φ)) (2)
确定的比例和偏移量可用于使用三个或更少的测量的确定。可以理解的是，术语最大确定值以及本文使用的类似术语并不意味着表示似然性函数的实际全局最大值，而是代表所有利用的参数组的最大观察值。进一步可以理解的是，在其他例子中，可以使用任何其他适当方法来确定包括比例和偏移的双折射值。例如，根据贝叶斯定理，还可以包括关于角度或迟滞分布的先验知识，而不是计算参数的似然性，可以计算后验。在这种情况下，人们可以找到使后验值最大化的参数值(通常这被称为MAP，即，最大后验值)。在这样的例子中，例如可以通过寻找后验的期望值，或使用其他统计措施来确定参数值。
如上所述，使用最大确定似然法来确定体素的双折射值所提供的一个优势在于，用于测量的偏振态可以是任意的，而不是预先确定的。然而，在一些例子中，一些偏振态的配置可能比其他状态的配置能更好地利用可用的信号。这种配置的两个例子如下。再次参考图3的Poincaré球体，用于确定体素的双折射值的一组偏振态的第一个例子包括具有一手性的圆偏振输入状态(由PSG设定)以及椭圆偏振的输出状态(由PSA设定)，其具有对输入状态相反的手性和彼此相等的椭圆度，但具有不同的方位角，其在Poincaré球体上的等纬度的半圆或全圆上等距分布，例如{0,45,90,135}度或{0,22.5，45，67.5}度。第二组极化状态的例子包括具有一手性的圆极化的输出状态，以及与输出状态相反的椭圆极化的输入状态，其具有彼此相等的椭圆度但具有不同的方位角，其中方位角在Poincaré球体表面上的一半或全部圆上等距分布。图5描述了三种这样的偏振态配置的例子，每种配置都用与其他配置不同的符号的点来表示。在图5中，Poincaré球体的视图是沿着球体的极轴，虚线圆圈对应于包括偏振态的选定纬度，而外边界对应于球体的赤道。
当测量以这种方式配置时，体素的方位角可按以下方式确定：
Figure BDA0003926768740000081
这里φ是测量的角度，索引k表示测量编号，mk是第k个测量的强度，并且2θk是第k个测量状态在Poincaré球上的角度。为了找到迟滞，一种适当的方法包括对给定测量数据的可能性进行数值优化，如上文关于图4的描述。
如上所述，尺度和偏移参数的先验知识可用于确定方位角和使用较少的测量值的体素的迟滞。例如，体素的方位角可以用三个测量值加上一个已知的偏移值通过使用公式(4)来确定。
Figure BDA0003926768740000082
例如，可以通过上述似然性函数的数值最大化来找到迟滞。此外，即使在最初不知道比例和偏移的情况下，也可以使用数值优化技术来确定比例和偏移。在这样的例子中，在关于角度的预期分布的信息是已知的情况下，可以确定比例和偏移(如以前写的双折射体素可能是这种情况)。有了预期角度分布的预先知识，可以通过计算调整比例和偏移，直到预期分布达到一个适当近似值。
如果关于迟滞的一些先验信息是已知的，但迟滞值本身是不知道的，可以使用双测量方法来确定体素的双折射值。在一些例子中，双测量方法还利用了尺度和偏移量的先验知识，而在其他例子中，如上所述，尺度和偏移量是通过数字优化确定的。
当使用两次测量时，即使知道了偏移量和尺度，对样本的迟滞和角度仍有两种可能的解决方案。这是因为每个测量都限制了解决方案位于Poincaré球体的三维空间的一个二维平面上。因此，这两个测量在三维空间中定义了一条线。图6示出了Poincaré球体602上一个假设的体素的两次测量确定的例子。在这个例子中，由体素的两个测量值定义的线604与球体表面相交于606和608两点。
为了确定这两个点中的哪一个对应于被测量的体素的实际双折射值，应用一个约束条件，选择具有较低迟滞的点作为对应于体素的状态，因为可以从数学上证明，另一个解决方案至少与测量状态的有效迟滞一样大。例如，给定Poincaré球体602中的两个测量值，606点将被选中，因为它与608点相比代表较低的迟滞值。这种基于先验信息的约束可用于任何系统，其中已知有效测量迟滞与测量迟滞不同(或大或小)。这种约束将解决方案缩小到球体上的一个点，从而可以确定样本的迟滞和方位角。
下面是一个更详细的双测量方法的例子的数学描述。要注意的是，该方法可以通过使用最初使用较多的测量值(如四次)确定的比例和偏移值，继而应用于两次测量的确定，或者通过使用数字优化方法确定比例和偏移值来执行。在最初确定比例和偏移值的情况下，可以使用任何适当方法来确定这些参数，包括上述关于图4的最大似然示例。
在获得测量结果后，示例中的双测量方法首先包括解决下面关于迟滞δ的一组联立方程(5，6，7)。
m1＝a(1-cosχ1cosδ+sinχ1sinδsin(2φ-2θ1))+b (5)
m2＝a(1-cosχ2cosδ+sinχ2sinδsin(2φ-2θ2))+b (6)
(sinδsin(2φ-2θ1))2+(sinδsin(2φ-2θ2))2+cos2δ＝1 (7)
由于δ有两种可能的解决方案，如上所述，选择较小的值。接下来，可以用公式(8)计算方位角，
当
Figure BDA0003926768740000101
时，
Figure BDA0003926768740000102
如果在确定中使用了已知的比例和偏移值，那么在这个阶段就完成了确定。例如，如果角度的分布将是均匀的(如双折射数据的情况，其中数据的写入过程是已知的)，那么角度的分布可以被计算出来，方程(5)-(7)和(8)可以被反复确定，同时调整a和b，直到测量的角度直方图与预期的足够相似。
如果体素的迟滞是已知的(如双折射的书写特性是已知的情况)，双折射值可以通过一次测量来确定，同样使用已知的或假设的尺度和偏移参数的值。在使用假设值的情况下，可以对这些值进行数值优化。基于已知或假设的比例和偏移值，单一测量612在三维空间中定义了一个二维平面，参考图6的Poincaré球体610。这个二维平面与球体表面沿圆圈614相交，其中圆圈代表可能的样本角度和迟滞值的连续范围。如果样本的迟滞(由角度616表示)是准确知道的，那么角度可以确定在两个值(由点620和622表示)之一，即迟滞平面618与测量圆614相交的地方。相比之下，上面描述的两个测量实例利用了不太详细的先验信息，即迟滞小于摆动。如果已知角度在某个范围内，只跨越总的可用角度的一半，例如在0到90度之间，或在45到135度之间(或任何其他90度范围)，那么这两个点可以限制为一个，这就决定了试样的迟滞和角度。在数学上，执行所公开的例子的一次测量确定的计算由公式(9)和(10)表示。
m1＝a(1-cosχ1cosδ+sinχ1sinδsin(2φ-2θ1))+b (9)
Figure BDA0003926768740000111
图7示出了描述用于使用两个或更少的测量来确定体素的双折射值的示例方法700的流程图。如上所述，图7的方法可以利用通过图4的方法确定的比例和偏移参数，或者可以最初假定继而数值优化这些参数。方法700包括，在702，通过将包括一个或多个预定偏振态的探针光引导通过双折射体素并在图像传感器处接收光，来获取双折射体素的测量数据。在一些例子中，如704所示，测量数据可包括使用第一偏振态的光获得的测量数据，以及使用不同的第二偏振态的光获得的测量数据。在其他例子中，测量数据可以包括来自单一测量的数据，如706处所示。
继续，方法700包括，在708处，基于测量数据，确定Poincaré球体表面上对应于双折射体素的两个可能双折射状态的两个点，每个状态包括一组双折射值，并且应用约束来确定体素的双折射值。例如，在两个偏振态下进行测量时，上述方程(5)-(7)存在两个方位角的解。在这种情况下，方法700包括，在710，应用约束，该约束指定具有较低迟滞值的双折射值集合是正确的集合。通过选择Poincaré球体上代表较低迟滞值的点，可以使用上述公式(8)来求解方位角，从而提供针对体素的确定的双折射值集。
在使用单一测量的情况下，方法700包括，在712，根据测量确定Poincaré球体表面上的圆，该圆包括与代表体素的已知迟滞的平面相交的两个位置。继而，在714，代表体素的双折射值的点可以基于点的方位角在预期的角度范围内而被选择，并且双折射值可以使用上述公式(9)和(10)来确定。方法700进一步可选地包括，在716处，基于确定的方位角和迟滞值对似然性函数进行数值优化，以在最初不知道这些值的情况下确定比例和偏移值。方法700进一步包括，在718，输出体素的双折射值。
与使用四个或更多测量的方法相比，上述实施例可能有助于减少在存储介质中读取双折射体素时消耗的时间和计算资源。其他过程也可替代或附加地用于提供双折射体素的有效读取。例如，可以使用波长复用来减少在读取过程中获得的单个图像的数量。
图8示出了用于读取双折射存储介质的示例系统800的示意性描述。系统800利用波长复用，其中具有不同偏振态的N个不同波长的光带被复用，以便以时间上重叠的方式获得N个测量值。系统800包括N个光源，图示为第一光源802、第二光源804和第N个光源806，每个光源被配置为输出不同波段的光(例如红色、绿色和蓝色)。每个光源将光导入相应的PSG，对于光源802、804和806分别显示为PSG 808、PSG 810和PSG 812，以允许为每个波段设置不同的偏振态。在其他例子中，执行两个时间上重叠的测量的系统可以有两个光源和相应的PSG。
来自每个PSG的光被引向存储介质814，该存储介质被放置在系统的样本区域中用于读取存储介质。术语“样本区域”在此用于代表存储介质被放置用于读取的位置。在所描述的例子中，N-1合束器(图示为合束器1 816和合束器N-1 818)被用来将来自每个PSG的光结合成一个光束，以用于探测样本介质。
在所描述的实施例中，聚光镜820形式的光学器件引导光通过存储介质，而物镜817将光聚焦到图像传感器822形式的检测器上，该检测器在每个图像帧中对存储介质814内的数据层的整体成像。消色差PSA 824被安置在存储介质和图像传感器822之间。图像传感器822包括多个集成的波长选择带通滤波器，从而使不同波段的光通过不同的滤波器并照射到图像传感器822的一个像素的不同区域。以这种方式，可以在同一图像帧中测量每个波段的光的强度(其中每个波段具有不同的偏振设置)。
在一些例子中，一个或多个物理掩码可用于瞳孔工程，以帮助提高用于读取存储介质中双折射编码数据的信号的质量。可使用的示例掩码被示意性地说明为强度掩码825和相位掩码826。瞳孔的工程可能取决于存储介质中体素的布局(例如，x,y,z空间分布)。例如，一个环形的强度掩码加到透镜的瞳孔中会产生一个贝塞尔光束，而不是传统的高斯光束。相位掩膜也可用于设计样本平面的偏振场，以优化样本的双折射分布的瞳孔轮廓。因此，如果一个特定的测量光学探头是可取的，通过对输入光的形状进行工程设计，可作为这些方法的输入的信号可以被定制，目的是提高测量的质量。
在一些例子中，可调节焦点的光学器件可以被移动以选择性地将体素聚焦在存储介质814的体积内的特定层，从而允许读取不同的层。在其他例子中，存储介质可被移动以聚焦于不同层的体素。虽然所描述的图像传感器包括集成带通滤波器，但在其他例子中，带通滤波器可以包括在系统的其他地方。例如，系统可以利用多个PSG和波长复用与旋转带通滤波器(例如色轮)相结合，以允许顺序采集不同偏振态的图像。
如上所述，在一些例子中，可以使用较少数量的光源来产生具有不同偏振态的较多数量的波段。图9示出了一个光源配置的例子，其中来自单一光源902的光通过二向分光器904被分成不同波段的两个光束906、908。光束906和908被引导通过各自的使用任何适当光学器件(如所描述的例子中的镜子916、918)的PSG 912、914，并且PSG 912、914设置用于光束906和908的不同偏振态。在通过PSG后，光束906、908被二向合束器920组合，用于探测存储介质。在其他例子中，来自适当光源的光可以被分成三个或更多不同的波段。
图10A-图10B示出了描述用于通过波长复用获取多个时间上重叠的测量的示例方法1000的流程图。首先，参考图10A，方法1000包括，在1002，生成第一波长频带的第一偏振光，该第一偏振光包括第一偏振态，以及生成不同于第一波长频带的第二波段的第二偏振光，该第二偏振光包括不同于第一偏振态的第二偏振态。在一些例子中，第一波长频带的光经由第一光源被输出，第二波段的光由第二光源被输出，如1004处所示。在其他例子中，光可以从较少数目的光源被输出，继而分成较多数目的不同波长波段的光束，如1006处所示。此外，可以理解的是，可以使用两个以上的附加波段。因此，方法1000可以包括，在1008处，输出具有不同偏振态的三个或多个不同波段的光，以产生第三偏振光和潜在的其他偏振光束。
继续，方法1000包括，在1010，将第一偏振光和第二偏振光穿过存储介质的体素，从而将第一偏振光的第一偏振态改变为第一修改偏振态，并将第二偏振光的第二偏振态改变为第二修改偏振态。将第一偏振光和第二偏振光穿过存储介质的体素可以包括，在1012处，在将第一和第二偏振光穿过存储介质之前，通过合束器组合第一偏振光和第二偏振光。此外，过程1010还可包括，在1014处，将第三偏振光以及任何附加波段的偏振光与第一和第二偏振光结合，继而将光通过存储介质。在一些例子中，可以使用一个或多个掩模来实现工程瞳孔。因此，方法1000可以包括，在1016处，在将偏振光通过存储介质的体素之前，将偏振光通过强度掩码。备选地或附加地，方法1000可以包括，在1018处，在将偏振光通过存储介质的体素之前，将偏振光通过相位掩码。
接下来参考图10B，方法1000包括，在1022，在将偏振光通过存储介质的体素之后，将第一偏振光、第二偏振光和偏振光的任何附加波段通过偏振态分析器，其中分析器基于与分析器的状态相比的光的偏振态衰减光的强度。继而，在1024处，方法1000包括将第一偏振光通过第一带通滤波器传到图像传感器上，以及将第二偏振光通过第二带通滤波器并传到图像传感器上，其中，第一带通滤波器选择性地通过第一波长频带，而第二带通滤波器选择性地通过第二波段。此外，如1026所示，具有不同偏振态的偏振光的附加波段可以通过相应的附加带通滤波器。以这种方式，第一波长频带、第二波段和任何附加波段的强度被分别成像。
在一些实例中，第一带通滤波器、第二带通滤波器和任何附加带通滤波器作为与图像传感器的像素集成的空间上独立的滤波器与图像传感器集成。在这样的例子中，方法1000包括在1028处，将第一偏振光传到图像传感器的第一区域，将第二偏振光传到图像传感器的第二区域，并将任何附加的偏振光的波段传到图像传感器。以这种方式，每个偏振态的图像可以在同一图像帧中分别获得。在其他例子中，不同的带通滤波器可以以时间复用的方式应用，例如通过色轮。在这样的例子中，为每个波段获取不同的图像帧。在使用不同偏振设置的不同波段获取测量结果后，方法1000包括在1030处，基于在图像传感器处通过第一带通滤波器接收的第一偏振光和在图像传感器处通过第二带通滤波器接收的第二偏振光，以及任何附加的波长复用的偏振光，来确定体素的双折射值。双折射值可以使用上面公开的示例方法，或以任何其他适当方式确定。
通过上述任何方法，探针光在探测体素时通过的系统和介质可以对用于探测体素的偏振光赋予附加的旋转和/或迟滞。例如，在由三维体素阵列组成的数据存储介质中读取一层体素，可能导致偏振探测光在读取过程中通过其他失焦的体素层而发生旋转的状态。系统的不完善也可能导致背景噪声。因此，相对于系统和存储介质中的缺陷(例如，光路中存在其他未被读取的体素)，测量样本(如数据存储介质)的双折射特性往往是有意义的。这被称为背景减法。
目前的方法是通过在测量集{mk}之外捕获一组图像{bk}来消除背景信号，并计算背景的角度和迟滞。{bk}是用同一台仪器拍摄的，与{mk}的偏振态相同。{bk}只需从视场中移除实际的样本即可捕获。也可通过例如执行模糊操作而从{mk}估计{bk}。模糊可以通过一个简单的低通滤波器实现。然而，这样的方法可能无法充分纠正系统缺陷和样本缺陷，诸如其他体素。
因此，所公开的例子涉及基于两步过程从{mk}估计{bk}，其中两个低通版本的测量强度被计算，并使用一个乘法常量被结合，形成一个增强背景图像。以这种方式，本地化和全局的背景强度都得到了估计，这可代表对大尺度和小尺度背景强度的更精确的估计，因为大尺度背景可以补偿不完善的系统，而小尺度背景可以补偿存储介质的三维性质。滤波器参数和乘法常量例如可以通过对已知标本的迟滞和计算出的迟滞分布之间的误差进行最小化而得出。这样的背景修正方法可比单独获取系统的背景图像更有效(例如，在没有数据存储介质存在于样本区域的情况下)，因为执行的物理测量过程更少，从而节省了用于单独物理背景测量的时间和资源。作为一个更具体的例子，对于一个已知数据被编码到玻璃中的样本，并且已经获得了一组图像帧，初始滤波参数和乘法常量被设定，并且编码数据被解码。这利用更新的滤波器参数和乘法常量而重复。继而选择在解码过程中产生最低误差的参数和乘法常量。更新滤波器参数的过程可以是在参数空间中的强行搜索，也可以是各种例子中的梯度方法。
图11示出了一个流程图，描述了一个使用多个低通滤波器修正双折射值的示例方法1100。方法1100包括，在1102，获取存储介质的体素的强度图像。为了测量体素的双折射，在不同的偏振态下获取体素的多个图像，如1104处所示。在一些例子中，图像可以是在存储介质内的图像平面上排列的多个体素，如1106处所示。体素的图像包括由体素的双折射状态产生的较高频图像信息和由体素以外的存储介质的一个或多个双折射区域产生的较低频图像信息。
在1108处，方法1100包括对体素的图像应用第一低通滤波器以获得第一背景图像，并对体素的图像应用第二低通滤波器以获得第二背景图像。如上所述，第一和第二低通滤波器具有不同的截止频率，这样，第一背景图像可以代表更多的本地化背景特征，如存储介质中其他体素产生的双折射噪声，而第二背景图像可以具有比第一低通滤波器更低的截止频率，代表更多的全局背景特征。更加本地化的低通滤波器的效果可能是去除代表聚焦的体素的更详细特征的高频数据，从而留下在读取过程中失焦的其他体素的不详细特征。如1110处所示，第一和第二低通滤波器被应用于为体素获取的每个测量图像，以形成每个测量图像的背景图像。
继续，方法1100包括，在1112，从第一背景图像和第二背景图像确定增强背景图像。增强背景图像可以以任何适当方式确定。在一些例子中，增强背景图像可以通过使用乘法常量结合第一背景图像和第二背景图像来确定，如1114处所示。一个更具体的例子是利用以下公式：
bk＝α(LowPass1(mk)-LowPass2(mk))+LowPass2(mk)， (11)
其中测量的强度＝mk，本地化背景强度表示为LowPass1(mk)，全局背景强度表示为LowPass2(mk)，α是作为比例因子的乘法常量，bk是增强背景图像。
方法1100进一步包括，在1116，确定增强背景图像的双折射值，在118，确定体素的图像的双折射值。每组双折射值包括迟滞值和方位值角，可以使用上述的例子，或以任何其他适当方式确定。
方法1100进一步包括，在1120，基于增强背景图像的双折射值，修正体素的图像的双折射值。在1122，修正图像的双折射值可以包括，例如，确定体素的图像的双折射值与增强背景图像的双折射值相比的相对角度和相对迟滞。在一个例子中，测量迟滞δm和角度θm来自{mk}，而背景迟滞δb和角度θb来自{bk}，例如，使用上述任何方法或其他适当方法确定。相对角度θr和迟滞度δr由以下公式确定。
δr sin 2θr＝δm sin 2θm-δb sin 2θb＝U (12)
δr cos 2θr＝δm sin 2θm-δb sin 2θb＝V (13)
Figure BDA0003926768740000171
Figure BDA0003926768740000172
在一些实施例中，本文描述的方法和过程可以与一个或多个计算设备的计算系统相联系。特别是，这种方法和过程可以作为计算机应用程序或服务、应用程序接口(API)、库和/或其他计算机程序产品来实现。
图12示意性地示出了计算系统1200的非限制性实施方案，该计算系统可以颁布上述的一个或多个方法和过程。计算系统1200以简化形式示出。计算系统1200可以采取一个或多个个人计算机、服务器计算机、平板计算机、家庭娱乐计算机、网络计算设备、游戏设备、移动计算设备、移动通信设备(例如，智能手机)和/或其他计算设备的形式。
计算系统1200包括逻辑子系统1202和存储子系统1204。计算系统1200可以选择性地包括显示子系统1206、输入子系统1208、通信子系统1210和/或图12中未示出的其他组件。
逻辑子系统1202包括被配置为执行指令的一个或多个物理设备。例如，逻辑子系统可以被配置为执行属于一个或多个应用程序、服务、程序、例程、库、对象、组件、数据结构或其他逻辑构造的指令。这样的指令可以被实施以执行任务、实现数据类型、转换一个或多个组件的状态、实现技术效果、或以其他方式到达期望的结果。
逻辑子系统可以包括被配置为执行软件指令的一个或多个处理器。此外或替代地，逻辑子系统可以包括被配置为执行硬件或固件指令的一个或多个硬件或固件逻辑子系统。逻辑子系统的处理器可以是单核或多核的，其上执行的指令可以被配置为顺序、并行和/或分布式处理。逻辑子系统的单个组件可选择地分布在两个或更多的独立设备中，这些设备可被远程定位和/或配置为协调处理。逻辑子系统的各个方面可以被虚拟化，并由配置在云计算配置中的远程访问的、联网的计算设备执行。
存储子系统1204包括一个或多个物理设备，其被配置为持有可由逻辑子系统执行的指令，以实现本文所述的方法和过程。当这样的方法和过程被实施时，存储子系统1204的状态可以被转换-例如，以持有不同的数据。
存储子系统1204可以包括可移动和/或内置设备。存储子系统1204可以包括光学存储器(例如，CD、DVD、HD-DVD、蓝光光盘等)、半导体存储器(例如，RAM、EPROM、EEPROM等)和/或磁性存储器(例如，硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、MRAM等)等等。存储子系统1204可以包括易失性、非易失性、动态、静态、读/写、只读、随机存取、顺序存取、可定位编址、可文件编址和/或可内容编址的装置。
将理解的是，存储子系统1204包括一个或多个物理设备。然而，本文描述的指令的各个方面可替代地由通信介质(例如，电磁信号、光信号等)传播，该通信介质不由物理设备保持有限的时间。
逻辑子系统1202和存储子系统1204的各个方面可以一起集成到一个或多个硬件-逻辑组件。例如，这样的硬件-逻辑组件可以包括现场可编程门阵列(FPGA)、程序和应用专用集成电路(PASIC/ASIC)、程序和应用专用标准产品(PSSP/ASSP)、片上系统(SOC)以及复杂可编程逻辑器件(CPLD)。
术语“程序”可用于描述为执行特定功能而实现的计算系统1200的一个方面。在某些情况下，程序可以通过逻辑子系统1202实例化，执行存储子系统1204所持有的指令。可以理解，不同的程序可以从相同的应用程序、服务、代码块、对象、库、例程、API、函数等实例化。同样，相同的程序可以由不同的应用程序，服务、代码模块、对象、例程、API、函数等。术语“程序”可能包括单个或组可执行文件、数据文件、库、驱动程序、脚本、数据库记录等。
在此使用的“服务”是可跨多个用户会话执行的应用程序。一项服务可能对一个或多个系统组件、程序和/或其他服务可用。在某些实现中，服务可以在一个或多个服务器计算设备上运行。
显示子系统1206可用于显示存储子系统1204保存的数据的可视化表示。此可视化表示可以采用图形用户界面(GUI)的形式。由于本文所述的方法和过程会更改存储子系统所持有的数据，从而改变存储子系统的状态，因此显示子系统1206的状态也可以进行转换，以直观地表示底层数据的变化。显示子系统1206可以包括一个或多个使用几乎任何类型技术的显示设备。此类显示设备可与共享机柜中的逻辑子系统1202和/或存储子系统1204组合，或者此类显示设备可以是外围显示设备。
当包括时，输入子系统1208可以包括一个或多个用户输入设备，例如键盘、鼠标、触摸屏或游戏控制器，或与之接口。在一些实施例中，输入子系统可以包括或与选定的自然用户输入(NUI)组件接口。这些组件可以是集成的或外围的，输入动作的转导和/或处理可以在船上或船下进行。示例NUI组件可能包括用于语音和/或语音识别的麦克风；用于机器视觉和/或手势识别的红外、彩色、立体和/或深度相机；用于运动检测和/或意图识别的头部跟踪器、眼睛跟踪器，加速计和/或陀螺仪；以及用于评估大脑活动的电场感应组件。
当包含时，通信子系统1210可配置为将计算系统1200与一个或多个其他计算设备进行通信耦合。通信子系统1210可包括与一个或多个不同通信协议兼容的有线和/或无线通信设备。作为非限制性示例，通信子系统可配置为通过无线电话网络或有线或无线局域网或广域网进行通信。在一些实施例中，通信子系统可允许计算系统1200通过网络(如Internet)向其他设备发送和/或从其他设备接收消息。
另一个例子提供了一种计算机实现的方法，用于读取存储介质中存储为双折射值的数据，该方法包括获取存储介质的体素的图像，该体素的图像包括来自体素的双折射状态的较高频图像信息和来自存储介质中除体素以外的一个或多个双折射区域的较低频图像信息，对体素的图像应用具有第一截止频率的第一低通滤波器以获得第一背景图像。对体素的图像应用具有第二截止频率的第二低通滤波器以获得第二背景图像，第二截止频率不同于第一截止频率，从第一背景图像和第二背景图像确定增强背景图像，为增强背景图像确定双折射值，为体素的图像确定双折射值，并根据增强背景图像的双折射值修正体素的图像的双折射值。在一些这样的例子中，获取存储介质的体素的图像包括在不同的偏振态下获取体素的多个图像，并且其中对体素的图像应用第一低通滤波器和第二低通滤波器包括对体素的多个图像中的每个图像应用第一低通滤波器和第二低通滤波器。在一些这样的例子中，确定增强背景图像包括将第一背景图像和第二背景图像与一个乘法常量相结合。在一些这样的例子中，在偏振态k下获得的体素的图像mk的增强背景图像被表示为bk，并通过以下方式确定。
bk＝α(LowPass1(mk)-LowPass2(mk))+LowPass2(mk)
其中第一低通滤波器是LowPass1，第二低通滤波器是LowPass2，而α是乘法常量。在一些这样的例子中，t增强背景图像的双折射值包括从bk确定的背景迟滞δb和背景角度θb，其中体素的图像的双折射值包括从mk确定的测量迟滞δm和测量角度θm，并且其中该方法进一步包括通过确定相对角度θr和相对迟滞δr来修正双折射值。
δr sin 2θr＝δm sin 2θm-δb sin 2θb＝U，
δr cos 2θr＝δm sin 2θm-δb sin 2θb＝V，
Figure BDA0003926768740000211
以及
Figure BDA0003926768740000212
在一些这样的例子中，该方法进一步包括根据优化已知试样的迟滞和计算的迟滞分布之间的误差来确定α。在一些这样的例子中，获取体素的图像包括获取图像平面内体素阵列的图像，并且其中体素以外的存储介质的一个或多个双折射区域包括图像平面外的一个或多个其他体素。
另一个例子提供了一个计算机系统，包括一个逻辑子系统，和一个存储子系统，该存储子系统包括可由逻辑子系统执行的指令，通过接收存储介质的体素的图像来从存储介质中读取双折射数据，该图像包括由体素的双折射状态产生的较高频图像信息和由存储介质中除体素以外的一个或多个双折射区域产生的较低频图像信息，对体素的图像应用具有第一截止频率的第一低通滤波器以获得第一背景图像。对体素的图像应用具有第二截止频率的第二低通滤波器以获得第二背景图像，第二截止频率不同于第一截止频率，从第一背景图像和第二背景图像确定增强背景图像，为增强背景图像确定双折射值，为体素的图像确定双折射值，并基于增强背景图像的双折射值修正体素的图像的双折射值。在一些这样的例子中，可执行的指令用于获取存储介质的体素图像，以获取不同偏振态下的体素的多个图像，并将第一低通滤波器和第二低通滤波器应用于体素的多个图像中的每个图像。在一些这样的例子中，可执行的用于确定增强背景图像的指令包括可执行的用于将第一背景图像和第二背景图像与一个乘法常量相结合的指令。在一些这样的例子中，在偏振态k下获取的体素的图像mk的增强背景图像被表示为bk，其中指令可执行以通过以下方式确定bk
bk＝α(LowPass1(mk)-LowPass2(mk))+LowPass2(mk)
其中，第一低通滤波器是LowPass1，第二低通滤波器是LowPass2，而α是乘法常量。在一些这样的例子中，用于增强背景图像的双折射值包括从bk确定的背景迟滞δb和背景角度θb，其中用于体素的图像的双折射值包括从mk确定的测量迟滞δm和测量角度θm，并且其中指令可执行以通过确定相对角度θr和相对迟滞δr来修正双折射值。
δr sin 2θr＝δm sin 2θm-δb sin 2θb＝U，
δr cos 2θr＝δm sin 2θm-δb sin 2θb＝V，以及
Figure BDA0003926768740000221
以及
Figure BDA0003926768740000222
在一些这样的例子中，指令可进一步执行，以通过优化已知标本的迟滞和计算的迟滞分布之间的误差来确定α。在一些这样的例子中，指令是可执行的，以通过获取图像平面内体素阵列的图像来获取体素的图像，并且其中体素以外的存储介质的一个或多个双折射区域包括图像平面外的一个或多个其他体素。另一个例子提供了一种计算机可读存储设备，包括可由计算系统执行的指令，以通过接收存储介质的体素的图像从存储介质中读取双折射数据，该图像包括由体素的双折射状态产生的较高频图像信息和由存储介质中除体素以外的一个或多个双折射区域产生的较低频图像信息，对体素的图像应用具有第一截止频率的第一低通滤波器以获得第一背景图像。对体素的图像应用具有第二截止频率的第二低通滤波器以获得第二背景图像，第二截止频率不同于第一截止频率，从第一背景图像和第二背景图像确定增强背景图像，为增强背景图像确定双折射值，为体素的图像确定双折射值，并基于增强背景图像的双折射值修正体素的图像的双折射值。在一些这样的例子中，可执行的指令用于获取存储介质的体素图像，以获取不同偏振态下的体素的多个图像，并将第一低通滤波器和第二低通滤波器应用于体素的多个图像中的每个图像。在一些这样的例子中，可执行的用于确定增强背景图像的指令包括可执行的用于将第一背景图像和第二背景图像与一个乘法常量相结合的指令。在一些这样的例子中，在偏振态k下获取的体素的图像mk的增强背景图像被表示为bk，并且其中指令可执行以通过以下方式确定bk。
bk＝α(LowPass1(mk)-LowPass2(mk))+LowPass2(mk)
其中，第一低通滤波器为LowPass1，第二低通滤波器为LowPass2，α为乘法常量。在一些这样的例子中，增强背景图像的双折射值包括从bk确定的背景迟滞δb和背景角度θb，其中体素的图像的双折射值包括从mk确定的测量迟滞δm和测量角度θm，并且其中指令可执行以通过确定相对角度θr和相对迟滞来修正双折射值，该相对迟滞如下给出
δr sin 2θr＝δm sin 2θm-δb sin 2θb＝U，
δr cos 2θr＝δm sin 2θm-δb sin 2θb＝V，
Figure BDA0003926768740000231
以及
Figure BDA0003926768740000241
在一些这样的例子中，指令是可执行的，以通过获取图像平面内体素阵列的图像来获取体素的图像，并且其中体素以外的存储介质的一个或多个双折射区域包括图像平面外的一个或多个其他体素。
另一个例子在计算设备上提供了一种用于读取存储介质中作为双折射值存储的数据的方法，该方法包括获取包括使用偏振态k的光的存储介质的体素的强度mk图像的测量，为体素的图像确定似然性函数。该似然性函数表示，对于多个可能的双折射值组中的每个双折射值组，由该双折射值组产生的体素强度的似然，该似然性函数基于选定的数据模型和选定的噪声模型。确定似然性函数的最大值，并根据产生似然性函数最大值的双折射值集，确定体素的最可能的双折射值集。在一些这样的例子中，噪声模型包括一个高斯噪声模型。在一些这样的例子中，对于测量状态k，测量一个体素的图像强度mk的可能性由以下方式给出。
Figure BDA0003926768740000242
其中，偏振态k包括摆动χk和角度θk。
其中Ik＝a(1-cosχkcosδ+sinχksinδsin(2φ-2θ))+b是针对偏振态k而取得的预期测量，
其中δ是存储介质的体素的迟滞，
其中φ是存储介质体素的方位角，
其中a是比例参数，
其中b是偏移量，以及
其中σ是噪声的表示。
在一些这样的例子中，对于一组测量值
Figure BDA0003926768740000243
似然性函数用L表示，并由
Figure BDA0003926768740000244
给出，并且其中该方法包括对a,b,δ和φ中每一个的多个值计算L，并确定最可能的双折射值集为{a，b，δ，φ}＝argmax(L(a，b，δ，φ))。
可以理解的是，这里描述的配置和/或方法在本质上是示范性的，并且这些具体的实施方案或例子不应视为限制性的，因为许多变化是可能的。这里描述的具体例程或方法可以代表任何数量的处理策略中的一个或多个。因此，图示和/或描述的各种行为可以按照图示和/或描述的顺序执行，也可以按照其他顺序执行，还可以并行执行，或者省略。同样地，上述处理的顺序也可以改变。
本公开的主题包括本文公开的各种过程、系统和配置以及其他特征、功能、行为和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合，以及其任何和所有等价物。

Claims (15)

1.一种计算机实现的方法，用于读取存储介质中被存储为双折射值的数据，所述方法包括：
获取所述存储介质的体素的图像，所述体素的所述图像包括由所述体素的双折射状态产生的较高频图像信息以及由所述存储介质的除所述体素外的一个或多个双折射区域产生的较低频图像信息；
对所述体素的所述图像应用具有第一截止频率的第一低通滤波器，以获得第一背景图像；
对所述体素的所述图像应用具有第二截止频率的第二低通滤波器应用于，以获得第二背景图像，所述第二截止频率与所述第一截止频率不同；
从所述第一背景图像和所述第二背景图像确定增强背景图像；
确定用于所述增强背景图像的双折射值；
确定用于所述体素的所述图像的双折射值；以及
基于用于所述增强背景图像的所述双折射值，修正所述体素的所述图像的所述双折射值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中获取所述存储介质的所述体素的所述图像包括在不同偏振态下获取所述体素的多个图像，并且其中对所述体素的所述图像应用所述第一低通滤波器和所述第二低通滤波器包括对所述体素的所述多个图像中的每个图像应用所述第一低通滤波器和所述第二低通滤波器。
3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述增强背景图像包括将所述第一背景图像和所述第二背景图像与乘法常量结合。
4.根据权利要求3所述的方法，其中针对在偏振态k处获取的所述体素的图像mk的所述增强背景图像被表示为bk，并且被如下确定：
bk＝α(LowPass1(mk)-LowPass2(mk))+LowPass2(mk)
其中所述第一低通滤波器为LowPass1，所述第二低通滤波器为LowPass2，并且α为所述乘法常量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中用于所述增强背景图像的所述双折射值包括从bk确定的背景迟滞δb和背景角度θb，其中用于所述体素的所述图像的所述双折射值包括从mk确定的测量迟滞δm和测量角度θm，并且其中所述方法进一步包括通过如下确定相对角度θr和相对迟滞δr来修正所述双折射值：
δrsin2θr＝δmsin2θm-δbsin2θb＝U，
δrcos2θr＝δmsin2θm-δbsin2θb＝V，
Figure FDA0003926768730000021
以及
Figure FDA0003926768730000022
6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括基于优化已知试样的迟滞与计算出的迟滞分布之间的误差来确定α。
7.根据权利要求1所述的方法，其中获取所述体素的所述图像包括获取图像平面中的体素阵列的图像，并且其中所述存储介质的除所述体素外的所述一个或多个双折射区域包括所述图像平面外的一个或多个其他体素。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底包括硅玻璃。
9.一种计算机系统，包括：
逻辑子系统；以及
存储子系统，包括指令，所述指令能够由所述逻辑子系统执行以通过以下方式从存储介质中读取双折射数据：
获取所述存储介质的体素的图像，所述体素的所述图像包括由所述体素的双折射状态产生的较高频图像信息以及由所述存储介质的除所述体素外的一个或多个双折射区域产生的较低频图像信息；
对所述体素的所述图像应用具有第一截止频率的第一低通滤波器，以获得第一背景图像；
对所述体素的所述图像应用具有第二截止频率的第二低通滤波器应用于，以获得第二背景图像，所述第二截止频率与所述第一截止频率不同；
从所述第一背景图像和所述第二背景图像确定增强背景图像；
确定用于所述增强背景图像的双折射值；
确定用于所述体素的所述图像的双折射值；以及
基于用于所述增强背景图像的所述双折射值，修正所述体素的所述图像的所述双折射值。
10.根据权利要求9所述的计算机系统，其中可执行以获取所述存储介质的所述体素的所述图像的所述指令可执行以在不同偏振态下获取所述体素的多个图像，并且对所述体素的所述多个图像中的每个图像应用所述第一低通滤波器和所述第二低通滤波器。
11.根据权利要求9所述的计算机系统，其中针对在偏振态k处获取的所述体素的图像mk的所述增强背景图像被表示为bk，并且被如下确定：
bk＝α(LowPass1(mk)-LowPass2(mk))+LowPass2(mk)
其中所述第一低通滤波器为LowPass1，所述第二低通滤波器为LowPass2，并且α为所述乘法常量。
12.根据权利要求11所述的计算机系统，用于所述增强背景图像的所述双折射值包括从bk确定的背景迟滞δb和背景角度θb，其中用于所述体素的所述图像的所述双折射值包括从mk确定的测量迟滞δm和测量角度θm，并且其中所述执行可执行以通过如下确定相对角度θr和相对迟滞δr来修正所述双折射值：
δrsin2θr＝δmsin2θm-δbsin2θb＝U，
δrcos2θr＝δmsin2θm-δbsin2θb＝V，
Figure FDA0003926768730000031
以及
Figure FDA0003926768730000032
13.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述指令进一步可执行以通过优化已知试样的迟滞和计算出的迟滞分布之间的误差来确定α。
14.根据权利要求9所述的计算机系统，其中所述指令可执行以通过获取图像平面中的体素阵列的图像来获取所述体素的所述图像，并且其中所述存储介质的除所述体素外的所述一个或多个双折射区域包括所述图像平面外的一个或多个其他体素。
15.根据权利要求9所述的计算机系统，其中所述存储介质包括硅玻璃。
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