相位恢复

摘要： 主要研究了在已知部分支撑信息条件下的相位恢复问题,当测量矩阵满足强约束等距性质(SRIP)时,通过极小化加权的1最小化模型能稳定恢复原信号.

摘要： 经典的层析成像方法通常只考虑物体的强度重建,往往丢失了包含物体更多信息的相位。强度传输方程作为一种经典的相位恢复算法,能够直接从强度反演出相位。文中提出了一种能够层析重建物体相位信息的新算法,该算法在高阶强度传输方程的基础上进行改进,通过将高阶强度传输方程求解得到的初始相位值代入多平面迭代来降低系统误差,恢复出具有更高精度的相位结果,再经过滤波反投影重建物体的三维相位信息,在反投影重建过程中加入了旋转中心校正的步骤以使重建结果更为精确。实验结果表明,该算法在解决由于强度微分近似约束造成的相位精度低问题的同时,可以获得高精度的物体三维相位重建结果。

摘要： 为实现仅用一幅离轴数字全息图便能直接恢复相位,提出一种利用空间载波相移技术(spatial carrier phase shift,SCPS)和线性回归相结合的离轴数字全息去载波相位恢复算法.首先,利用SCPS将一幅离轴数字全息图分为四幅含有载波相移的全息图,其中载波相移由沿行、列两个方向的正交载波所引入;然后,将四幅载波相移全息图作为输入,将所求物体相位和两个正交的载波作为未知量,结合最小二乘法和线性回归同时求出载波和相位信息.相较于已有的去载波技术,本算法无需背景全息图作为参考,便可准确地去除载波,实现高质量的相位重建.本文结合数值仿真和具体实验结果验证本算法的有效性和优越性.

摘要： 多强度相位恢复方法通过改变光学成像系统中的物理参数获得不同的编码衍射图案,无需额外的先验知识即可实现相位的最佳收敛和高精度重建,然而现有多强度相位恢复方法在获取不同测量值的过程中,往往需要不断改变成像系统的物理结构,需要精确移动或调整部分光学元件的空间位置,反复地对齐与校准显著增加了工作量,从而导致成像结构较为复杂。针对上述问题,本文提出基于高速相位调制的菲涅耳场编码衍射图案实时获取方法,该方法主要使用电可调透镜(ETL)或纯相位型硅基液晶(PLCoS)两种纯相位空间光调制器来进行相位的快速动态调制,通过自由空间传播到记录平面,由探测器获取强度信息,无需使用透镜装置或者改变成像系统的物理结构,最后使用WF算法从获取的多幅编码衍射图案中同时重建光场的振幅和相位。通过对远场(FF)和菲涅耳场(FrF)在不同迭代次数、不同掩膜数量、不同噪声水平以及不同算法下分别进行对比实验,验证了本文方法的有效性和鲁棒性。相比于传统多强度相位恢复方法,本文所提出的成像系统更为紧凑和简单,避免了反复对齐与校准的工作量,具有重要的应用潜力,尤其是电可调透镜(ETL)调制系统,可适用于高分辨率场景的高速记录。

摘要： 相干衍射成像是近20年才发展起来的一种高分辨率计算成像技术.其原理是通过采集相干光照明时样品产生的衍射图样,使用相位恢复算法计算实现样品结构的三维(3D)成像.区别于传统成像技术,该技术具有多个显著优势:1)成像分辨率接近于照明光源波长;2)成像系统简单,无需使用成像镜头,成像系统通常由相干光源、样品和CCD组成;3)无相差、色差,极紫外光子利用率高:使用计算成像,避免了引入器件的折射、反射和吸收等效应造成的相差和色差以及光子利用效率下降.自上世纪末,基于大型相干极紫外和X射线光源的相干衍射成像技术发展迅速,已达亚纳米级分辨率.此后,随着飞秒激光高次谐波技术的成熟,相干极紫外和X射线光源的体积和成本大幅度降低,相干衍射成像技术得到进一步发展和推广.发展至今日,基于高次谐波的相干衍射成像技术已经成为一种有巨大应用潜力的纳米成像技术,为半导体材料和器件表面形貌、生物微结构及动态演化、半导体和量子器件的化学成分及浓度分布、物理或化学动态过程以及量子状态等领域的探测成像提供了一种有效的技术方案,并开始在高分辨率半导体检测领域中获得实际应用.相信不久的将来,基于高次谐波相干衍射成像技术将成为纳米量级显微成像技术的杰出代表,成为和现有的原子力、近场光学、X射线、电子以及隧道扫描等显微成像相媲美的主流技术.本文回顾了相干衍射成像及其照明光源技术的发展历程,介绍了相干衍射成像技术现状和发展趋势,然后说明高次谐波光源和相干衍射成像技术原理,最后重点介绍了几种可以利用高次谐波的高相干、短波长、短脉冲及梳状超宽谱特性的衍射成像技术:探针强度约束、反射模式、频闪照相、多模态叠层、单次曝光叠层、时间分辨多路复用叠层、角度扫描相敏成像等技术.

摘要： 相位恢复是图像逆问题的一种,通过图像信号的幅值,恢复出采样过程中缺失的相位信息。目前相位恢复算法使用稀疏先验以及传统去噪器先验,存在特征表征不充分的问题。prDeep算法使用DnCNN卷积神经网络作为去噪器先验,结合去噪正则化模型提升了恢复效果,但是仍存在对复杂噪声鲁棒性较差的问题。针对prDeep算法对复杂噪声鲁棒不足的问题,提出了用FFDNet作为去噪器先验与去噪正则化模型相结合的算法。该算法利用FFDNet网络对噪声的自适应性,使用去噪正则化(RED)构建优化模型,解决了复杂正则化模型求导繁琐的问题。在保证卷积神经网络对特征表征能力的同时,提高了对复杂噪声的鲁棒性以及算法的迭代效率。仿真实验结果表明,该算法在不同噪声等级下,恢复图像信噪比和迭代效率均有所提升。

摘要： 相位恢复法利用光波传输中某一(或某些)截面上的光强分布来传感系统波前,其结构简单,不易受震动及环境干扰,被广泛应用于光学遥感和像差检测等领域.传统相位恢复法采用迭代计算,很难满足实时性要求,且在一定程度上依赖于迭代转换或迭代优化初值.为克服上述问题,本文提出了一种基于卷积神经网络的相位恢复方法,该方法采用基于小波变换的图像融合技术对焦面和离焦面图像进行融合处理,可在不损失图像信息的同时简化卷积神经网络的输入.网络模型训练完成后可依据输入的融合图像直接输出表征波前相位的4—9阶Zernike系数,且波前传感精度均方根(root-mean-square,RMS)可达0.015λ,λ=632.8 nm.研究了噪声、离焦量误差和图像采样分辨率等因素对波前传感精度的影响,验证了该方法对噪声具有一定鲁棒性,相对离焦量误差在7.5％内时,波前传感精度RMS仍可达0.05λ,且随着图像采样分辨率的提升,波前传感精度有所改善,但训练时间成本随之增加.此外,分析了实际应用中,当系统像差阶数与网络训练阶数略有差异时,本方法所能实现的传感精度,并给出了解决方案.

摘要： 为了降低编码衍射成像系统的硬件复杂度,研究基于单个编码衍射图案(coded diffraction pattern,CDP)的成像算法.以图像本身具有的非局部区域自相似特性作为相位恢复中的信号约束,克服单个CDP携带信息过少的不足,提出一种基于非局部Bayesian估计与图像自相似性的相位恢复与图像重建算法.研究结果表明:当仅利用单个CDP重建图像时,本文算法获得的平均峰值信噪比分别比WF(Wirtinger flow),DOLPHIn(dictionary learning for phase retrieval)和ConPR(constrained phase retrieval)算法提高了15.00,5.00和0.23 dB;且其重建图像能够更好地保留细节信息,具有较高的主观视觉质量.此外,本文算法的运行时间约为DOLPHIn算法的1/4、ConPR算法的一半.

摘要： 扩展叠层成像技术可同时重建待测物体和照明光场.文中提出了基于自适应照明光场校正的扩展叠层成像方法,可提高收敛速度,减少计算时间.在自适应照明光场校正部分,通过设定强度阈值对光阑的边界进行追踪,从而确认光阑形状,并将其用于约束光阑平面处的光场.在前几次迭代中,通过对光阑形状的约束可构建出合理的照明光场猜测值,将构建的猜测值代入后续迭代过程,即可实现加速收敛以及提高重建精度.仿真和实验已经证实,当达到诸如均方误差或者具有相同重建质量等迭代终止条件时,文中所提出的方法与常规扩展叠层成像算法相比,具有更快的收敛速度.

摘要： 针对原有强度传输方程法所恢复的相位精度不够精确的缺点,提出强度传输方程和神经网络融合的三维重构算法.利用强度传输方程求解出物体不同角度的初始相位,利用神经网络算法进行优化,根据不同角度的最终恢复相位结合乘法技术重构出三维体信息.该算法具有精度高的特点,可以为三维成像技术的应用提供参考.对于实验中的示例图像,该算法将强度传输方程得到的相位误差从21.40％降低为5.26％,重构三维物体与模拟真实物体的相关程度为显著相关.

摘要： 介绍了基于Ronchi光栅Talbot效应的相位恢复原理，仿真实验及结果展示，指出对单项像差和随机组合像差都有很好的恢复结果，并且恢复结果相对误差在1%以内，而且结构简单、收敛速度快、精度高，具备较强的抗噪能力。

摘要： 由于基于光强传输方程的相位恢复技术对照明方式、记录系统和样本有一定的选择性,本文通过理论分析和数值模拟分析了光强传输方程相位恢复的适用条件,并通过实验验证了适用条件的有效性.分析认为相位恢复技术需满足照明光的广义相位为常数;记录系统为远心光路结构;样本为光通过时强度变化较小的物体.利用4f记录系统和无限远校正光学显微镜系统对微刻玻璃样本进行了验证实验.结果显示:4f系统恢复的微刻玻璃样本的平均深度为1.41μm,与激光共聚焦显微镜的测量结果1.59 μm偏差较大;显微镜系统恢复的微刻玻璃样本的平均深度为1.56μm,与激光共聚焦显微镜的测量结果1.59 μm比较吻合.实验证明,4f记录系统和无限远校正光学显微镜系统可以有效恢复出物体的相位,且显微镜系统恢复的相位质量更高.

摘要： 提出基于迭代多相位恢复算法的信息安全系统。该方法采用一系列相位板级联放置在菲涅尔域的自由空间中,在每次迭代中,所有相位板的相位分布同时被调整。与双相位板系统相比,该方法能够实现更快的收敛速度以及更高的恢复图像质量;几何参数作为辅助密钥,能够为密钥空间提高更高的自由度。通过计算机模拟,验证了该方法的可行性以及抗裁减和噪声攻击的鲁棒性。利用相关系数作为收敛准则,针对不同的相位板数量,系统地研究了该信息安全系统的性能。

摘要： 在自适应光学、光学加工检测及激光光束质量检测等诸多领域,经常涉及到相位恢复问题.研究相位恢复的数值算法,具有较强的现实意义.文中给出了一种融合多个离焦面上的强度信息,以恢复输入面上相位分布的混合迭代算法.首先采用共轭梯度迭代方法求解,将所得结果设定为新的迭代初始值,并利用角谱法对此进行优化,以进一步提高相位恢复的精度.模拟实验表明,该算法具有良好的收敛性能和较高的相位恢复精度,且适用于输入面上振幅分布无法直接测得的场合.

摘要： 本文系统地回顾了双位相编码系统、频域信息预选系统、基于分区复用与空域信息预选的系统等几种光学多图像隐藏方法。在系统保真度、隐藏容量、兼容性和安全性等各项性能的比较中，从各系统所采用的位相编码、信息预选、数字全息术和分区复用等主要技术的本质入手，揭示了导致其系统性能差异的实质，为这几种系统的实际应用提供了全面可靠的理论依据。

摘要： 本文系统地回顾了双位相编码系统、频域信息预选系统、基于分区复用与空域信息预选的系统等几种光学多图像隐藏方法。在系统保真度、隐藏容量、兼容性和安全性等各项性能的比较中，从各系统所采用的位相编码、信息预选、数字全息术和分区复用等主要技术的本质入手，揭示了导致其系统性能差异的实质，为这几种系统的实际应用提供了全面可靠的理论依据。

摘要： 本文系统地回顾了双位相编码系统、频域信息预选系统、基于分区复用与空域信息预选的系统等几种光学多图像隐藏方法。在系统保真度、隐藏容量、兼容性和安全性等各项性能的比较中，从各系统所采用的位相编码、信息预选、数字全息术和分区复用等主要技术的本质入手，揭示了导致其系统性能差异的实质，为这几种系统的实际应用提供了全面可靠的理论依据。

摘要： 本文系统地回顾了双位相编码系统、频域信息预选系统、基于分区复用与空域信息预选的系统等几种光学多图像隐藏方法。在系统保真度、隐藏容量、兼容性和安全性等各项性能的比较中，从各系统所采用的位相编码、信息预选、数字全息术和分区复用等主要技术的本质入手，揭示了导致其系统性能差异的实质，为这几种系统的实际应用提供了全面可靠的理论依据。

摘要： 本文系统地回顾了双位相编码系统、频域信息预选系统、基于分区复用与空域信息预选的系统等几种光学多图像隐藏方法。在系统保真度、隐藏容量、兼容性和安全性等各项性能的比较中，从各系统所采用的位相编码、信息预选、数字全息术和分区复用等主要技术的本质入手，揭示了导致其系统性能差异的实质，为这几种系统的实际应用提供了全面可靠的理论依据。

摘要： 提出基于衍射光学器件的光学图像级联加密系统. 一般来说, 一个n级系统可由n个透镜串联组成. 经过优化设计的衍射光学元件如相位板等相应的放置在系统的空间域和频谱域. 当系统在平面波照明下, 便能在输出平面获得解密图像.这些衍射元件可以级联迭代傅立叶变化算法设计. 计算机模拟结果显示, 算法具有很快的收敛速度, 而且所应用于的系统的级次越多, 相应的收敛速度越快. 级联系统能够高质量的恢复原始图像, 使之与原始图像的均方差小于5×10 -30. 采用密钥共享方案, 级联系统可以用作多用户系统, 这样能使安全性明显提高.

摘要： 描述的方法和装置用于在时钟和数据恢复(CDR)电路(206)中同步地步进数据相位内插器(PI)代码(306)或交叉PI代码(308)中的至少一个，直到满足一个或多个预设标准。一种示例性方法总体上包括：确定(502)已经满足条件；基于所述确定，对于时钟(302)的每个周期，在CDR电路(206)中步进(504)数据PI代码(306)或交叉PI代码(308)中的至少一个；基于一个或多个标准停止(506)所述步进，以生成所述数据PI代码(306)和交叉PI代码(308)的预定状态，其中所述预定状态包括所述数据PI代码(306)和交叉PI代码(308)之间的偏移量；接收(508)数据流(218)；以及基于所述数据PI代码(306)和交叉PI代码(308)之间的偏移量，对所述数据流(218)执行(510)时钟和数据恢复。

摘要： 本发明实施方式涉及相位插值领域，特别涉及一种线性相位插值器，所述插值器包括：N路并行的相位插值单元，每路相位插值单元用于根据载波调制信号从多路差分时钟信号中选择对应的差分时钟信号作为该相位插值单元的输出信号；累加单元，所述累加单元用于将所述N路相位插值单元输出信号叠加后，作为所述插值器的输出信号。同时还提供了一种对应的线性相位插值芯片和一种数据时钟恢复电路。本发明提供的实施方式能够提升线性相位插值的精度和线性度。

摘要： 本申请实施例公开了一种相位检测方法、相位检测电路及时钟恢复装置，其中方法包括：接收第一信号，并对所述第一信号进行(2M‑1)电平判决得到判决结果，其中，所述第一信号为(2M‑1)电平信号，M为正整数；获取传输信道的响应幅度参数；根据所述第一信号、所述判决结果以及所述响应幅度参数提取所述第一信号中的时钟相位信息；根据至少三个符号周期内的至少三个判决结果和至少三个时钟相位信息，确定输出时钟相位信息。通过上述方法在时钟相位调谐到脉冲响应边沿的情形下可以实现稳定的相位检测增益。

摘要： 本发明公开一种基于菲涅尔波带片衍射信息融合的相位恢复检测装置及相位恢复方法，装置包括沿光路方向依次设置的激光器、衰减镜、显微物镜、小孔滤波器、准直物镜、待测元件、菲涅尔波带片、图像采集装置。该装置使用菲涅尔波带片代替传统透镜作为光束会聚元件，利用菲涅尔波带片多焦点特性，使采集的衍射光斑中包含更多的衍射信息量。该方法使用由菲涅尔波带片调制的衍射光强分布进行恢复，能够实现对待测波前更宽频段的重建。该装置简单，无需改变离焦位置即可实现宽频段衍射信息的采集，并且方法具有更高的算法收敛速度和波前重建精度，在检测宽频段大波前误差时精度高。

摘要： 本发明涉及用于16QAM数据调制的相位恢复装置、相位恢复方法和接收机。该相位恢复装置包括：4次方器，用于求取接收到的符号块中的各符号的4次方；分类单元，用于按幅值对所述符号块中的各符号进行分类，从而将所述符号块中的各符号分入幅值较大或较小的第一类以及幅值处于中间的第二类；参考点确定单元，利用所述符号块中的各符号的分类及其4次方值，确定参考点；旋转单元，根据所述参考点，对经4次方后的、所述符号块中的被分入所述第二类的各符号进行旋转；以及相位估计单元，用于根据经4次方后的、所述符号块中的被分入所述第一类的各符号以及经过旋转的、4次方后的所述符号块中的被分入所述第二类的各符号，进行相位估计。

摘要： 一种时域相位恢复全光纤激光脉冲弱相位测量装置和测量方法，装置构成包括：沿待测激光脉冲输入方向是光纤分束器,该光纤分束器将待测激光脉冲分为强、弱两束光，沿强光束方向依次是可调光纤延时器、高速光纤相位调制器、色散光纤和示波器，沿弱光束方向依次是高速PIN光电管、任意波形发生器、电信号放大器，该电信号放大器的输出端接所述的高速光纤相位调制器的调制输入端。本发明利用全光纤结构对激光脉冲进行相位调制与色散传输，具有结构紧凑、简单灵活的特点，并且不同于其它激光脉冲相位测量方式，本发明可以测量具有弱相位的皮秒或者纳秒激光脉冲，适用于高重复频率以及低重复频率情况下。

摘要： 一种相位恢复优化装置，适用于一相位恢复电路中的一锁相回路，其中该锁相回路包含一回路滤波器、一振荡器与一相位估测器，其中该相位恢复优化装置包含一相位旋转器，根据分别自该相位估测器与该振荡器所接收的一估计相位与一补偿相位产生一补偿后相位；一变异数计算单元，根据该补偿后相位计算一补偿后相位变异数；以及一增益系数优化单元，根据该补偿后相位变异数调整该回路滤波器的增益系数。

摘要： 一种相位恢复装置，包括一相位恢复模块以及一剩余相位恢复模块。该相位恢复模块用来对一接收信号进行一第一阶段相位恢复，以产生一第一相位恢复信号。该剩余相位恢复模块用来对该第一相位恢复信号进行一第二阶段相位恢复，以产生一第二相位恢复信号。

摘要： 本发明公开一种基于菲涅尔波带片衍射信息融合的相位恢复检测装置及相位恢复方法，装置包括沿光路方向依次设置的激光器、衰减镜、显微物镜、小孔滤波器、准直物镜、待测元件、菲涅尔波带片、图像采集装置。该装置使用菲涅尔波带片代替传统透镜作为光束会聚元件，利用菲涅尔波带片多焦点特性，使采集的衍射光斑中包含更多的衍射信息量。该方法使用由菲涅尔波带片调制的衍射光强分布进行恢复，能够实现对待测波前更宽频段的重建。该装置简单，无需改变离焦位置即可实现宽频段衍射信息的采集，并且方法具有更高的算法收敛速度和波前重建精度，在检测宽频段大波前误差时精度高。

摘要： 本发明涉及用于16QAM数据调制的相位恢复装置、相位恢复方法和接收机。该相位恢复装置包括：4次方器，用于求取接收到的符号块中的各符号的4次方；分类单元，用于按幅值对所述符号块中的各符号进行分类，从而将所述符号块中的各符号分入幅值较大或较小的第一类以及幅值处于中间的第二类；参考点确定单元，利用所述符号块中的各符号的分类及其4次方值，确定参考点；旋转单元，根据所述参考点，对经4次方后的、所述符号块中的被分入所述第二类的各符号进行旋转；以及相位估计单元，用于根据经4次方后的、所述符号块中的被分入所述第一类的各符号以及经过旋转的、4次方后的所述符号块中的被分入所述第二类的各符号，进行相位估计。