多波長相位恢復算法設計與實現(xiàn).pdf

1、相位恢復是指由信號傅立葉變換或其它線性變換的幅值恢復原始信號。通常觀測設備只能測量到信號的強度信息，造成相位丟失，然而相位中大約包含整幅圖像75％的信息，因此恢復圖像的相位在圖像處理中尤為重要。本文主要從三個方面研究相位恢復在光學領域中的應用。
　　首先，研究在無透鏡情況下使用可調(diào)諧激光器調(diào)諧出不同波長的激光，用其照射物體并投影到觀測設備上，記錄這些激光對應的衍射模型作為先驗實現(xiàn)相位恢復，這種方法避免對物面或不同位置的衍射屏面上施

2、加約束。激光的單色性較好，可將其看作理想光源。本文將相位恢復算法的保真項與全變差正則項相結(jié)合，提出理想光源條件下基于全變差的多光源相位恢復算法，通過求解最小化問題實現(xiàn)相位恢復。實驗結(jié)果表明，該算法能有效提高圖像重構(gòu)質(zhì)量且對噪聲魯棒。
　　其次，由于激光作為實驗光源的成本較高，并且不便于攜帶，本文研究使用價格低廉的發(fā)光二極管作為光源，進一步簡化光學系統(tǒng)、降低實驗成本。發(fā)光二極管的光譜波寬范圍大約為60nm，僅用中心波長近似此寬頻光譜

3、會丟失大量信息。本文使用光譜多路分解方法解決此問題，將寬頻光譜分解為多個窄帶光譜，分解的窄帶光譜個數(shù)越多越能逼近二極管實際光譜。本文在光譜多路分解的基礎上融合全變差正則項提出新的代價函數(shù)，并用交替方向乘子法求解不理想光源條件下的相位恢復優(yōu)化問題。實驗結(jié)果表明，該算法對圖像的重構(gòu)效果有所提高。
　　最后，由于相位恢復問題是一個非凸優(yōu)化問題，在求解時不能使用凸優(yōu)化方法或直接令導數(shù)等于零求得最優(yōu)解，這使得計算面臨著巨大挑戰(zhàn)。本文在光譜多