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1、相位恢復(fù)是指由信號(hào)傅立葉變換或其它線性變換的幅值恢復(fù)原始信號(hào)。通常觀測(cè)設(shè)備只能測(cè)量到信號(hào)的強(qiáng)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(fù)圖像的相位在圖像處理中尤為重要。本文主要從三個(gè)方面研究相位恢復(fù)在光學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
首先,研究在無(wú)透鏡情況下使用可調(diào)諧激光器調(diào)諧出不同波長(zhǎng)的激光,用其照射物體并投影到觀測(cè)設(shè)備上,記錄這些激光對(duì)應(yīng)的衍射模型作為先驗(yàn)實(shí)現(xiàn)相位恢復(fù),這種方法避免對(duì)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(fù)算法的保真項(xiàng)與全變差正則項(xiàng)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(fù)算法,通過求解最小化問題實(shí)現(xiàn)相位恢復(fù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能有效提高圖像重構(gòu)質(zhì)量且對(duì)噪聲魯棒。
其次,由于激光作為實(shí)驗(yàn)光源的成本較高,并且不便于攜帶,本文研究使用價(jià)格低廉的發(fā)光二極管作為光源,進(jìn)一步簡(jiǎn)化光學(xué)系統(tǒng)、降低實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)近似此寬頻光譜
3、會(huì)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(gè)窄帶光譜,分解的窄帶光譜個(gè)數(shù)越多越能逼近二極管實(shí)際光譜。本文在光譜多路分解的基礎(chǔ)上融合全變差正則項(xiàng)提出新的代價(jià)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(fù)優(yōu)化問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法對(duì)圖像的重構(gòu)效果有所提高。
最后,由于相位恢復(fù)問題是一個(gè)非凸優(yōu)化問題,在求解時(shí)不能使用凸優(yōu)化方法或直接令導(dǎo)數(shù)等于零求得最優(yōu)解,這使得計(jì)算面臨著巨大挑戰(zhàn)。本文在光譜多
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