一种在粒度分析仪中降低随机系统噪声的方法及装置

摘要

本发明公开了一种在粒度分析仪中降低随机系统噪声的方法，包括如下步骤：S11、获取引入系统噪声的光源功率谱密度分布；S22、基于所获取的光源功率谱密度分布，设置插值点频率及每一插值点频率所对应的幅值权重；S13、设置仿真参数，对每一插值点频率分别计算所对应的MIE矩阵，并将所获得的每一MIE矩阵叠加形成总的MIE矩阵，以用于和实测的光信号阵列进行拟合。还公开了一种在粒度分析仪中降低随机系统噪声的装置。将系统噪声考虑进入仿真模型的算法处理和数值计算过程中，可进一步提升来自粉末样品散射光的空间分辨率和灵敏度，降低系统噪声，据此拓展激光粒度仪测量系统的测量范围和精度，以进一步满足客户对实验或生产过程质量控制的需求。

说明书

技术领域

本发明涉及一种在粒度分析仪中降低随机系统噪声的方法及装置，属于基于光学 散射测量原理的粒度分析仪领域。

背景技术

面对客户和市场对粉体测量不断提升的潜在需求，新一代激光粒度仪产品在关注 性价比、测量易操作性的同时，还需在保证测量精度和准确性的同时，不断拓展量程和测量 样本的范围。这就对激光粒度仪系统厂商提出了更高的要求，一方面在硬件上进行结构改 进，以拓展量程和测量精度；另一方面在电磁算法上不断予以修正，以期在更广量程和面向 更复杂测量对象时，提供更灵活的粒径分布仿真模型和数值处理算法，同时在不显著增加 测量时间的同时，尽可能的消除系统误差，达到提升测量精度和准确度的要求。

针对激光粒度仪测量系统，为进一步拓展大颗粒测试上限和微纳颗粒测试下限， 业内已尝试引入蓝光光源和斜入射模式等系统结构改进，系统地提升了小颗粒测量灵敏度 和信噪比(SNR)，拓展测量下限和提升测量精度。同时，为拓展量程的测量上限：(A)还应考 虑提升在中心探测器附近的测量灵敏度、空间信号探测分辨率，避免在空间上的、伴随杂散 光导致的第N环散射光信号对第N±1环相邻探测器的干扰；(B)在光源方面，亚稳态能级的 粒子寿命(波列持续发射时间)分布引入时间相干性，同时，谐振腔结构、锁模设计有关因素 (表现为高斯波束)引入空间相干性，以及碰撞展宽和多普勒展宽等机制，将不可避免地共 同造成实际入射波长(频率线)的展宽，因此在He-Ne633nm附近的弥散分布频谱应在MIE矩 阵中计入，才能实现与测量光能分布的精确匹配和准确反演。

因此，我们将(1)系统入射光信号从激光器发出后，激光器自身的系统随机性(包 含谐振腔内调Q和模式竞争过程、窗口噪声、电源电压波动等各种不确定性因素引入的退相 干因素)；(2)以及在光路中，光信号经由系列光路元件，包括空间滤波器、傅里叶透镜和散 射窗等光学表界面散射和空间限域作用，所引入的杂散光噪声和波像差，共同归为随机系 统噪声，上述因素合在一起共同表现出随机的统计特性。我们对这种随机过程中的理想单 色的入射光信号，在形式上引入随机相位调制操作，通过时频和空间频率转换后对信号进 行修正，将随机系统噪声计入测量系统，从而校正系统误差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术问题的缺陷，提供一种在粒度分析仪中降低随机 系统噪声的方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供一种在粒度分析仪中降低随机系统噪声的方法，所 述方法包括步骤：

S11、获取引入随机系统噪声的光源功率谱密度分布；

S12、基于所获取的光源功率谱密度分布，设置插值点频率及每一插值点频率所对 应的幅值权重；

S13、设置仿真参数，对每一插值点频率分别计算所对应的MIE矩阵，并将所获得的 每一MIE矩阵叠加形成总的MIE矩阵，以用于和实测的光信号阵列进行拟合。

优选地，步骤S11中，所述系统噪声包括光源自身的系统随机性所引起的相位噪声 以及用于测量光信号的系列光路元件所引起的杂散光噪声，所述获取步骤包括使用功率谱 密度计算方法和/或采用高精度光谱仪的实验测试手段获取光源功率谱密度分布，所述采 用高精度光谱仪实验测试手段包括基于光栅、棱镜分光测量原理获取入射光的波长、频率 与强度分布关系的测量手段、方法及仪器、设备。

优选地，所述功率谱密度计算方法包括以下步骤：

S31、建立光源的数学函数表示，所述数学函数包括三角函数、指数函数、三角函数 与指数函数的复合函数、及所述复合函数与sigmoid函数构成的复合解析函数，其中所述三 角函数的形式包括

S32、通过包括初等函数变换、三角函数和差变换方法，将随机噪声从所述光源的数 学函数中分离，并仍用解析函数表示，且所述解析函数的平方可积，所述三角函数和差变换 包括其中，第一项为无随机相位调制过程的原理想光强信号，第二项即为已被分离的所述随机 系统噪声，采用初等函数表示且平方可积，

S33、将所述随机系统噪声函数代入自相关函数并表示成自身的卷积和：

其中，

S34、依据Wiener-Khinchin定理，对步骤S43中卷积后的自相关函数作傅里叶变 换，获取功率谱密度表达式为：

优选地，所述光源包括激光光源、LED光源、X射线、离子束和电子束射线源光源，所 述幅值权重设置为归一化幅值权重。

优选地，步骤S13中，所述设置仿真参数包括设置待测样品光学参数、MIE矩阵代表 特征粒径段、环境介质参数、探测器阵列数目、面积及空间位置参数、入射光频率、焦距、偏 振态、波前像差校正及描述参数，和所述每一光频率所对应的幅值权重。

优选地，所述待测样品光学参数包括折射率、吸收率、反射率或消光系数；所述环 境介质包括空气、水、乙醇或丙酮；所述环境介质参数包括折射率、吸收率或密度；所述偏振 态包括非偏振状态、线性偏振状态、圆偏振状态、椭圆偏振和部分偏振状态；所述波前像差 包括波前函数的空间像畸变，由37级泽尼克Zernike函数表征以及波前与平面探测器的离 焦系统误差。

优选地，步骤S13中，所述拟合包括以下步骤：

S131、收集实测光信号并以包括向量、矩阵形式储存；

S132、将仿真计算所获得的总的MIE矩阵、实测光信号阵列代入回归模型和拟合算 法中，进行特征粒径分布的反演计算；

S133、反演获得被测样品的所述代表特征粒径段的分布信息。

优选地，步骤S132中，还包括设置插值方法、回归模型以及迭代条件；所述插值方 法包括线性插值和加权；所述回归模型包括使用Gause-Newton法、梯度下降法、最小二乘 法、Levenberg-Marguardt阻尼下降法；所述拟合方法包括双线性精确化方法、拉格朗日多 项式拟合、三次样条、艾特肯、权重平均、多二次、双三次、特伦、小波、贝塞尔、艾弗里、有限 差分、高斯、hermit、牛顿除差、密切精确化或蒂勒精确化算法。

根据本发明的另一方面，提供一种在粒度分析仪中降低随机系统噪声的装置，其 特征在于，所述装置包括：

获取装置，用于获取引入系统噪声的光源功率谱密度分布；

设置装置，用于基于所获取的光源功率谱密度分布，设置插值点频率及每一插值 点频率所对应的幅值权重；

仿真装置，用于设置仿真参数，对每一插值点频率分别计算所对应的米氏散射理 论光能矩阵(MIE矩阵)，并将所获得的每一MIE矩阵叠加形成总的MIE矩阵，以用于和实测的 光信号阵列进行拟合。

优选地，所述系统噪声包括光源自身的系统随机性所引起的相位噪声以及用于测 量光信号的系列光路元件所引起的杂散光噪声，所述获取装置包括使用功率谱密度分布计 算方法的第一获取装置或包括采用高精度光谱仪的实验测试手段的第二获取装置，所述采 用高精度光谱仪实验测试手段包括基于光栅、棱镜分光测量原理获取入射光的波长、频率 与强度分布关系的测量手段、方法及仪器、设备。

优选地，所述第一获取装置包括：

建模子装置，用于建立光源的数学函数表示，所述数学函数包括三角函数、指数函 数、三角函数与指数函数的复合函数、及所述复合函数与sigmoid函数构成的复合解析函 数，其中所述三角函数的形式包括

分离子装置，用于通过包括初等函数变换、三角函数和差变换方法，将随机噪声从 所述光源的数学函数中分离，并仍用解析函数表示，且所述解析函数的平方可积，所述三角 函数和差变换包括：

其中，第一项为无随机相位调制过程的原理想光强信号，第二项即为已被分离的 所述随机系统噪声，采用初等函数表示且平方可积，

卷积子装置，用于将所述随机系统噪声函数代入自相关函数并表示成自身的卷积 和：

其中，

傅里叶变换子装置，用于根据Wiener-Khinchin定理，对卷积装置中所获取的自相 关函数作傅里叶变换，获取功率谱密度表达式为：

优选地，所述光源包括激光光源、LED光源、X射线、离子束和电子束射线源光源，所 述幅值权重设置为归一化幅值权重。

优选地，在所述仿真装置中，所述设置仿真参数包括设置待测样品光学参数、MIE 矩阵代表特征粒径段、环境介质参数、探测器阵列数目、面积及空间位置参数、入射光频率、 焦距、偏振态、波前像差校正及描述参数，和所述每一光频率所对应的幅值权重。

优选地，所述待测样品光学参数包括折射率、吸收率、反射率或消光系数；所述环 境介质包括空气、水、乙醇或丙酮；所述环境介质参数包括折射率、吸收率或密度；所述偏振 态包括非偏振状态、线性偏振状态、圆偏振状态、椭圆偏振和部分偏振状态；所述波前像差 包括波前函数的空间像畸变，由37级泽尼克Zernike函数表征以及波前与平面探测器的离 焦系统误差。

优选地，所述拟合装置包括：

收集子装置，用于收集实测光信号并以包括向量、矩阵形式储存；

拟合子装置，用于将仿真计算所获得的总的MIE矩阵、实测光信号阵列代入回归模 型和拟合算法中，进行特征粒径分布的反演计算；

反演子装置，用于反演获得被测样品的所述代表特征粒径段的分布信息。

优选地，所述拟合子装置中，还包括设置插值方法、回归模型以及迭代条件；所述 插值方法包括线性插值和加权；所述回归模型包括Gause-Newton法、梯度下降法、最小二乘 法、Levenberg-Marguardt阻尼下降法；所述拟合方法包括双线性精确化方法、拉格朗日多 项式拟合、三次样条、艾特肯、权重平均、多二次、双三次、特伦、小波、贝塞尔、艾弗里、有限 差分、高斯、hermit、牛顿除差、密切精确化或蒂勒精确化算法。

本发明的有益效果是：

将系统噪声考虑进入仿真模型的算法处理和数值计算过程中，可在原本主光电探 测器及空间分布的辅助探测器的分辨能力的基础上，进一步提升来自粉末样品散射光的空 间分辨率和灵敏度，降低系统噪声，据此拓展激光粒度仪测量系统的测量范围和精度，以进 一步满足客户对实验或生产过程质量控制的需求。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：

图1是根据本发明的一种在粒度分析仪中降低随机系统噪声的方法流程图；

图2是根据本发明一实施例所得的归一化功率谱密度分布图；

图3是根据本发明所设计的激光粒度分析仪组成系统原理图；

图4是根据本发明计入随机系统噪声后实际测量得到的1微米直径的latex标准球 形颗粒的归一化光能信号分布曲线图，以及未计入随机系统噪声实测的1微米直径的latex 标准球形颗粒的归一化光能信号分布曲线图，以及相应地理论计算得到的归一化光能信号 分布曲线图的对比；

图5是根据本发明的一种在粒度分析仪中降低随机系统噪声的装置框图。

具体实施方式

为了更清楚的描述本发明，以基于MIE散射原理的中心波长为633nm的He-Ne红光 激光粒度分析仪为例，参考图1，提供一种在该激光粒度分析仪中降低系统噪声的方法，包 括步骤：

S11、获取引入系统噪声的光源功率谱密度分布；

其中，所述系统噪声包括光源自身的系统随机性所引起的相位噪声以及用于测量 光信号的系列光路元件所引起的杂散光噪声。

根据本发明的一优选的实施例，可采用功率谱密度算法来获取引入系统噪声的光 源功率谱密度分布，具体地，首先获取计入系统噪声的光源功率谱密度分布，本发明实施例 基于激光粒度仪测量系统，所采用的系统入射光信号由激光器发出，一般来说，由He-Ne激 光器激光某固定频率的单色光，其作为入射光信号，理想情况下可表述为类似简单的正弦 波形式：

I＝I₀sin(ω₀t+θ)

${\omega }_0=2\pi ·c/\lambda =2\pi ·\frac{3\times {10}^8}{6.33\times {10}^{-7}}\approx 2.976\times {10}^{15}/s$

其中，I₀为振幅，θ为初始相位。

而在实际实验测试过程中，由于系统入射光信号经由激光器(具有时间和空间相 干性)和系列光路原件(包括扩束镜、针孔、傅里叶透镜等光学元件的表界面缺陷引入杂散 光、相互之间反射引入二次成像、鬼影和光阑刃面空间限域引入杂散光等作用机制)，将引 入随机调制相位噪声和杂散光以的形式加入对入射光的调制，形成测量误差。

形式上，将上述相位噪声和杂散光噪声合并为随机噪声，用时变相位项来表 示，并加入对入射光的调制：

其中，α为调幅因子，为相位噪声，后面高阶项为周期性杂散噪声，c_n可 表示为cosω_mnt。

暂且忽略调幅因子α，暂不考虑杂散噪声，令初始相位θ～0；并与随机相位合 并为形式上可得

利用三角和差公式展开，因为为趋于0的小量，因此可得所以有：

其中，ω₀＝2π·c/λ＝2.976×10¹⁵/s

上式中，第一项为无随机相位调制过程的原理想入射光强信号，第二项为单独分 离出来的随机调制相位噪声其中，作为含时的系数项，用以调制光 信号强度，除了与系列光路原件引入杂散光的各类作用机制有关，还与选用激光源稳定性 和时间相干性、空间相干性有关，可参考激光源规格中束腰宽度与发散角。在本例中，可选 取区间的伪随机序列，作为下式中实质上参与卷积的离散项。令上式第 二项为ω₀＝2π·c/λ＝2.976×10¹⁵/s，其自相关函数(ACF)表 示为自身的卷积和：

ω₀＝2π·c/λ＝2.976×10¹⁵/s

其中，

根据Wiener-Khinchin定理，ACF与相应功率谱密度(PSD)为Fourier变换对，PSD可 表示为：

选取区间的随机时变离散项，可计算获得相位噪声具有以入射 频率为中心，噪声分布呈现连续的双边带偏离中心频率近似指数衰减曲线形状。

图2所示为根据本实例推导所得的归一化的功率谱密度分布图，其中，中心频率波 长取633nm，其呈现双边带分布。

利用相似的推导过程，可获得杂散噪声的表达式，其功率谱-频率分布相比随机调 相噪声的双边带分布，更远离中心波长，呈离散分布，且权重较低。随机调相噪声与杂散噪 声这类误差机制，造成入射光中心频率(或激光单色性)的弥散，即功率-频率谱的弥散，造 成散射光信号的强度随散射角分布的‘偏差’，从而引入空间探测器捕获散射光强度的系统 误差。

随机调制相位噪声和杂散光除了的形式加入对入射光的调制外，还可以三角 函数的形式如sin(nω₀t)或cos(nω₀t)，其中ω₀为基频，n为奇数，或者以指数函数、三角函 数与指数函数的复合函数、及所述复合函数与sigmoid函数构成的复合解析函数的形式加 入对入射光的调制。

根据本发明另一优选的实施例，可采用高精度光谱仪来获取引入系统噪声的光源 功率谱密度分布，具体地，采用一种利用光栅/棱镜分光原理测量入射光“波长/频率---强 度”关系的光谱测量仪器，通过实验测试直接获得双边带的调相噪声分布。

S12、基于所获取的光源功率谱密度分布，设置插值点频率及每一插值点频率所对 应的幅值权重；

由步骤S11中的推导可知，原本单频的信号由于系统的随机调相机制，发生了频谱 弥散展宽。本实施例中采用差值算法来近似获取功率密度谱分布曲线，具体地，可根据上面 推导的所示的功率谱密度曲线函数，插值获取2N+1(N＝0，1，2...)点频率(ω₀，ω₀+ω_m1， ω₀-ω_m1，ω₀+ω_m2，ω₀-ω_m2...)及强度数据，并将强度归一化为权重(w₀，w₁，w₂，w₃，w₄....)；

关于双边带的具体展开范围，即有效的加权点选取范围(比如3点/5点/...)，取决 于实际的设备状况，这主要涉及(A)光源质量；(B)激光在到达探测器之前，途径扩束镜、空 间滤波器、傅里叶透镜、测量光学窗口等光学元件，导致的时间和空间相干性的退相干作 用，以及光学元件的表界面缺陷引入杂散光、相互之间反射引入二次成像、鬼影和光阑刃面 空间限域引入杂散光等作用机制；(C)波前函数的空间像畸变(理论上可由37级泽尼克 Zernike函数表征)，以及(D)与平面探测器的离焦系统误差等。

因此在实际的设计过程中，对于本实施例中的He-Ne激光器(633nm),可取五个差 值点，插值点频率波长分别(625nm，629nm，633nm，637nm，641nm)，其强度所对应的归一化权 重可分别取(0.05，0.175，0.55，0.175,0.05)。

S13、设置仿真参数，对每一插值点频率分别计算所对应的MIE矩阵，并将所获得的 每一MIE矩阵线性叠加形成总的MIE矩阵，以用于和实测的光信号阵列进行拟合。

首先设置软件仿真环境，此处以1微米直径的聚苯乙烯标准球形颗粒为待测样本， 具体涉及的待测样品光学参数为：折射率n＝1.596、吸收率为0，环境介质设为水，折射率为 1.33，设置70个MIE矩阵特征粒径段、探测器阵列通道数目为50个，以及需将探测器空间位 置参数、焦距、入射光频率及每一频率所对应的幅值权重等参与电磁场计算的参数初始化， 然后进行严格电磁场仿真计算获得MIE矩阵，

具体地，分别计算2N+1(N＝0，1，2...)点频率对应的MIE矩阵：MIE_(ω₀)，MIE_(ω₀+ω_m1)，MIE_(ω₀-ω_m1)，MIE_(ω₀+ω_m2)，MIE_(ω₀-ω_m2)...；最后将2N+1各频率点相应的 MIE矩阵分别施以权重，并线性迭加，形成总的MIE矩阵：MIE_(Total)＝w₀·MIE_(ω₀)+w₁· MIE_(ω₀+ω_m1)+w₂·MIE_(ω₀-ω_m1)+w₃·MIE_(ω₀+ω_m2)+w₄·MIE_(ω₀-ω_m2)+...，MIE_ (Total)用于与实测散射光信号进行拟合。

在本实施例中，形成的总的MIE矩阵：

MIE_(Total)＝0.55MIE_(633nm)+0.175MIE_(637nm)+0.175MIE_(629nm)+ 0.05MIE_(641nm)+0.05MIE_(625nm)

为了获得实测的散射光信号，本发明所采用的激光粒度分析仪如图3所示，经过滤 波和准直后的均匀平行单色光束照射到样品池，产生光信号，为了测量不同角度上的散射 光，在适当位置放置一个傅里叶变换透镜，在该傅氏透镜的后焦平面上放置一组多元光电 探测器，不同角度的散射光通过傅氏透镜照射到主光电探测器及其他空间位置的辅助探测 器上，就可以得到散射光强的分布，对接收到的信号经放大处理、A/D采样后，以包括向量、 矩阵的形式存储在计算机内存或其他媒介。

最后，将仿真计算所获得的总的MIE矩阵、实测光信号阵列代入回归模型和拟合算 法中，进行特征粒径分布的反演计算；最后反演获得被测样品的所述代表特征粒径段的分 布信息。

其中，在拟合计算中，还包括设置插值方法、回归模型以及迭代条件；插值方法包 括线性插值/或加权；回归模型涉及使用Gause-Newton法、梯度下降法、最小二乘法、 Levenberg-Marguardt阻尼下降法；拟合方法可涉及双线性精确化方法、拉格朗日多项式拟 合、三次样条、艾特肯、权重平均、多二次、双三次、特伦、小波、贝塞尔、艾弗里、有限差分、高 斯、hermit、牛顿除差、密切精确化或蒂勒精确化算法。

图4给出实际测量得到的1微米直径的latex标准球形颗粒的归一化光能信号分布 曲线、计入随机相位噪声的1微米直径的latex标准球形颗粒的仿真光能信号曲线、以及未 计入随机相位噪声的1微米直径的latex标准球形颗粒的仿真光能信号曲线。从这三条分布 曲线可看出，计入随机相位噪声的仿真曲线与实际测量曲线的匹配程度，好于未计入随机 相位噪声的仿真曲线与实际测量曲线的匹配程度。同时，计算获得前者两条曲线之间的均 方根误差(RMSE1＝0.0206)要低于后者两者曲线之间的均方根误差(RMSE2＝0.0562)。表明 随机噪声的计入可改善仿真曲线与实际测量光能分布曲线的拟合水平。

虽然本发明实施例采用的光源是中心波长为633nm的He-Ne红光激光，但应理解的 是本发明并不局限于此，使用各类波长的激光、各类波长的LED、或者X射线、电子束和离子 束等射线源作为光源的粒度分析仪都包括在本发明所涵盖的范围内。

根据本发明的另一实施例，参照图5，提供一种在粒度分析仪中降低随机系统噪声 的装置，其特征在于，该装置包括：

获取装置，用于获取引入系统噪声的光源功率谱密度分布；

设置装置，用于基于所获取的光源功率谱密度分布，设置插值点频率及每一插值 点频率所对应的幅值权重；

仿真装置，用于设置仿真参数，对每一插值点频率分别计算所对应的MIE矩阵，并 将所获得的每一MIE矩阵叠加形成总的MIE矩阵，以用于和实测的光信号阵列进行拟合。

其中，该系统噪声包括光源自身的系统随机性所引起的相位噪声以及用于测量光 信号的系列光路元件所引起的杂散光噪声。

其中，该获取装置包括使用功率谱密度分布计算方法的第一获取装置或包括采用 高精度光谱仪的实验测试手段的第二获取装置。

其中，第一获取装置包括：

建模子装置，用于建立光源的数学函数表示，所述数学函数包括三角函数、指数函 数、三角函数与指数函数的复合函数、及所述复合函数与sigmoid函数构成的复合解析函 数，其中所述三角函数的形式包括

分离子装置，用于通过包括初等函数变换、三角函数和差变换方法，将随机噪声从 光源的数学函数中分离，并仍用解析函数表示，且该解析函数的平方可积，三角函数和差变 换包括：

其中，第一项为无随机相位调制过程的原理想光强信号，第二项即为已被分离的 随机系统噪声，采用初等函数表示且平方可积，

卷积子装置，用于将随机系统噪声函数代入自相关函数并表示成自身的卷积和：

其中，

傅里叶变换子装置，用于根据Wiener-Khinchin定理，对卷积装置中所获取的自相 关函数作傅里叶变换，获取功率谱密度表达式为：

其中，采用高精度光谱仪实验测试手段，包括基于光栅、棱镜分光测量原理获取入 射光的波长、频率与强度分布关系的测量手段、方法及仪器、设备。

其中，在设置装置中，该幅值权重设置为归一化幅值权重。

其中，在仿真装置中，该设置仿真参数包括设置待测样品光学参数、MIE矩阵代表 特征粒径段、环境介质参数、探测器阵列数目、面积及空间位置参数、入射光频率、焦距、偏 振态、波前像差校正及描述参数，和每一光频率所对应的幅值权重。

其中，待测样品光学参数包括折射率、吸收率、反射率或消光系数；环境介质包括 空气、水、乙醇或丙酮；环境介质参数包括折射率、吸收率或密度；偏振态包括非偏振状态、 线性偏振状态、圆偏振状态、椭圆偏振和部分偏振状态；波前像差包括波前函数的空间像畸 变，由37级泽尼克Zernike函数表征以及波前与平面探测器的离焦系统误差。

其中，该拟合装置包括：

收集子装置，用于收集实测光信号并以包括向量、矩阵形式储存；

拟合子装置，用于将仿真计算所获得的总的MIE矩阵、实测光信号阵列代入回归模 型和拟合算法中，进行特征粒径分布的反演计算；

反演子装置，用于反演获得被测样品的代表特征粒径段的分布信息。

其中，在拟合子装置中，还包括设置插值方法、回归模型以及迭代条件；插值方法 包括线性插值和加权；回归模型包括Gause-Newton法、梯度下降法、最小二乘法、 Levenberg-Marguardt阻尼下降法；拟合方法包括双线性精确化方法、拉格朗日多项式拟 合、三次样条、艾特肯、权重平均、多二次、双三次、特伦、小波、贝塞尔、艾弗里、有限差分、高 斯、hermit、牛顿除差、密切精确化或蒂勒精确化算法。

其中，该光源包括激光光源、LED光源、X射线、离子束和电子束等射线源光源。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施 例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替 换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

除非一个必需的步骤需要由前面步骤所产生的输入，否则本文描述的步骤的特定 顺序仅用于示例性说明，而非限制。