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山东建筑大学:相位检索中非负约束对实空间实部和虚部差映射算法的扩展

论论资讯 | 2023-03-01 1热度

Optical Engineering

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Extension of nonnegative constraints to difference-map algorithm on both real and imaginary parts of real space in phase retrieval

Liu M.; Cao W.; Wang Y.; Yang W.; Yu Y.; Yue Q.; Sun C.; Zhang J.

Published:2023-03-01
DOI:10.1117/1.oe.62.3.033108

研究背景

相信大家都有过这样的经历,当我们拍摄照片或观察微小物体时,由于光的折射和反射,我们所看到的图像不一定是真实的。因此,在科学研究和医学领域,需要对物体的光学图像进行重建和分析。目前,相位恢复技术是一种常用的方法,但是在实际应用中,由于噪声等因素的干扰,往往难以得到准确的图像。

研究内容

在这篇论文中,研究人员提出了一种新的相位恢复算法,即差分映射(DM)算法。该算法通过迭代计算,从物体的衍射图案中恢复出物体的图像。与传统算法不同的是,研究人员在DM算法中引入了非负约束,将物体空间中的实部和虚部都限制为非负数,从而减少未知变量的数量,提高图像重建的准确性。研究人员通过模拟实验和光学激光相干衍射实验验证了该算法的可行性,并发现在使用非负约束的情况下,相比于单独使用支撑,更能够准确地重建物体的图像。同时,研究人员还发现,在存在非负约束的情况下,DM算法比混合输入输出算法更优秀。

研究意义

这项研究的创新点在于引入了非负约束,从而提高了相位恢复算法的准确性和稳定性。这项技术的应用前景非常广阔,可以在医学领域中用于细胞和组织的成像,也可以在科学研究中用于材料和纳米结构的分析。该研究为相位恢复技术的发展提供了新的思路和方法,具有重要的理论和实际意义。

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