图像处理——相位恢复(GS,TIE,改进型角谱迭代法)
利用GS,TIE,改进型角谱迭代算法进行相位恢复
- 角谱传播理论
角谱传播理论可以翻阅傅里叶光学的书,就能找到定量分析的计算公式,可以分析某个平面的角谱垂直传播到另外一个平面的角谱,得到其振幅与相位信息。下面把一张图的当作一个平面的相位信息,振幅置为恒1,取d=10,20,30这三个距离计算衍射图,如下:第一张为原图,2,3,4分别为d=10,20,30衍射图。
以上所得图片2-4均只包含了强度信息,没有相位信息,要用以上图片推回图1(相位物体),有两种基本方法:GS和TIE。融合进角谱传播理论,可以得到四种算法,分别是:
1.改进型角谱迭代算法;
2.TIE强度传输方程直接重建;
3.TIE方程所得相位作为角谱迭代算法初始值进行迭代恢复;
4.GS算法所得相位作为角谱迭代算法初始值进行迭代恢复;
其恢复效果如下所示:
- 收获
一开始只想着从网上找到现成的代码来实现自己的目的,后来发现这并不是很可靠。虽然可以找到一些,但是不全,而且大部分不适用。最好的办法是自己先了解了理论知识,知道大概有哪几种方法,然后看相关的论文别人是怎么做的。一般情况下别人都会在论文中写出自己实现的算法思想,但不会给出代码。想要实现,就得根据他的算法自己写代码。在有了理论支撑的基础上,我们可以直接找到能够实现我们目标的计算式或算法流程图,对照每一个量设定变量,一个个写出来,然后进行相关运算,就可以了。
注意:1.第一次写出来总会存在问题,要会步进调式,看看每一步得到的数据有没有异常,异常就得排除和修改。
2.注意处理数据时在必要的时候必须归一化,不然总会出错或者效果不理想。
上面用的图是2021.12.26考研那天在酒店午休时拍的照片,当时考完数学有点丧气,天气很冷,房间已经退了,坐在前台客厅,前台服务员问了我冷不冷,要不要开暖气,瞬间暖到我了。幸而结果是好的,留念。
以上方法参考文献:
1.一种基于角谱理论的改进型相位恢复迭代算法_刘宏展
2.强度传输方程和角谱迭代融合的相位检索算法_程鸿
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