基于相位恢复的二维图像彩色再现

来源：上海理工大学学报杂志2019年第2期北京时间：

作者：孟春丽

单位：上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093,上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093,上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093,上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093

摘要：携带物体信息的衍射光波中包含了振幅和相位信息，现有相机只能记录光强信息，振幅信息在光束传播过程中抗噪能力差，易丢失，因而相位信息的恢复有着重要的意义。利用光强传输方程和基于Gerchberg-Saxton（GS）的角谱迭代算法，研究了二维图像的相位信息恢复问题。首先利用两幅二维图像，分别模拟像面位置光波复振幅的振幅信息和相位信息。然后利用角谱传递函数计算了光路中两个离焦面位置的复振幅分布。将三面光强分布直接代入光强传输方程，因多次近似只能得到粗略的相位分布，将其作为基于GS角谱迭代算法中的初始相位可加快收敛速度，得到更精确的相位分布，相位误差均方根值低至10-8。最后，结合图像的RGB通道，通过角谱传递函数和计算所得相位，利用三面光强分布，实现了像面附近的彩色图像再现。

关键词：相位恢复;角谱迭代;光强传输方程;彩色图像恢复

基金资助：国家重点基础研究发展计划（2015CB352001）；上海市科学委员会科研计划（15140502600）