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基于优化的近似消息传递算法在相位恢复中的应用：初始化与?2正则化的影响
摘要： 我们研究了一个针对含噪无相位观测信号恢复的(l)2正则化非凸优化问题。我们设计并分析了旨在求解该优化问题的消息传递算法性能，在测量次数m和信号维度n趋于无穷、且m/n趋近于δ的渐近条件下，获得了精确的性能边界。研究表明：对于复值信号，仅需m=(64π2-4)n≈2.5n次测量，该算法即可实现精确恢复。同时，我们对算法的噪声敏感性进行了精确分析。本消息传递算法具有以下关键特性：(i) 在非凸损失函数中引入(l)2正则化具有积极效果；(ii) 谱初始化对算法性能影响甚微。本文的精确分析不仅使我们能与其他相位恢复方案进行性能比较，更为设计其他非凸优化问题的改进迭代算法提供了启示。
关键词： （cid:96）2正则化、谱初始化、相位恢复、近似消息传递、非凸优化
更新于2025-09-23 09:12:21
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同轴与离轴混合数字全息反射成像
摘要： 我们提出了一种用于反射物体成像的共轴与离轴混合全息方法。通过迈克尔逊干涉仪记录共轴和离轴数字全息图，采用光谱滤波法从离轴全息图中获取物波近似相位，并将其作为迭代过程的初始输入，从共轴全息图中重建物体的复振幅场。该方法相比单一共轴或离轴数字全息技术，能通过迭代过程输出更高质量的振幅与相位图像。通过采集分辨率靶标和微电子芯片的振幅与相位图像验证了该方法的有效性。
关键词： 反射物体、相位恢复、光谱滤波、数字全息术
更新于2025-09-16 10:30:52
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相位恢复问题的快速激光求解器
摘要： 近期，定制化物理系统被用于快速解决复杂计算难题，例如自旋模拟器、组合优化以及散射介质中的聚焦问题。本文针对相位恢复问题展开研究——即通过散射强度分布重建物体。该问题是诸多应用领域的关键挑战（从X射线成像到天体物理学），目前缺乏高效的直接重建方法：广泛使用的间接迭代算法本质上是低效的。我们提出基于数字简并腔激光器的光学方案，其最可能激射的模式能快速高效地重建物体。实验结果表明，众多激射模式间的增益竞争如同高度并行计算机，可快速解决相位恢复问题。本方法适用于具有已知紧支撑域的大多数二维物体（包括复值物体），并能推广至散射介质成像及其他复杂计算任务。
关键词： 光学方法、相位恢复、散射介质、计算挑战、数字简并腔激光器
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用经验模态分解消除分布式光纤声学传感系统的相位漂移
摘要： 相位漂移消除对于相干检测相敏光时域反射计系统中的振动恢复至关重要。相位漂移作为基线驱动整个相位信号波动，当检测时间较长时其负面影响尤为明显。本文提出采用经验模态分解（EMD）方法自适应提取并消除相位漂移，该方法利用数据的特征时间尺度对信号进行分解，最终获得基线成分。理论与实验验证表明：当振动区域长度增加时，相位漂移会严重恶化。实验中分别在1Hz、5Hz和10Hz不同振动频率条件下实现了相位漂移消除，并验证了不同振动强度下的相位漂移消除效果。进一步通过99.99%的相关系数证实了相位与振动强度的线性关系，在信噪比分别为55.58dB和64.44dB的条件下成功检测到0.5Hz和0.3Hz的振动信号。该方法可在赫兹级或亚赫兹级振动频率下实现相位漂移消除，有助于实际应用中低频扰动事件的检测与恢复。
关键词： 相位漂移消除、相位恢复、相位敏感光时域反射仪、分布式声学传感系统、经验模态分解
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于干涉等离子体显微镜的定量振幅与相位成像技术
摘要： 表面等离子体显微技术因其高灵敏度而成为纳米尺度生物与化学样品分析的有力工具。该技术中的相位量化可提供折射率等固有信息，从而实现纳米材料鉴别。但传统方法通常依赖复杂光学系统获取定量相位图像。本研究通过干涉式表面等离子体显微技术记录的等离子体图案全息重建，展示了定量振幅与相位成像能力。在表面等离子体共振角度下操作该显微系统可分离孪生像，从而精确绘制表面等离子体近场的振幅与相位分布。结果表明，该成像技术无需纳米尺度扫描探针即可直接可视化纳米颗粒与纳米线相互作用产生的复杂表面等离子体场。理论与实验分析还揭示了其在纳米颗粒鉴别与超分辨成像领域的应用前景。该技术为纳米等离子体研究和各类传感应用提供了重要工具。
关键词： 干涉等离子体显微镜、表面等离子体共振、全息术、纳米粒子、相位恢复
更新于2025-09-12 10:27:22
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多高度相位恢复结合快速迭代收缩阈值算法处理同轴全息中复杂衍射场的相位微球体
摘要： 本工作描述了一种方法，该方法将恒定初始化、自由空间反向传播、强度传输方程（TIE）和多高度相位恢复与快速迭代收缩阈值算法（FISTA）相结合，从衍射场测量中预测相位微球的重建。我们通过适当的初始化和正则化来重建未知的相位微球（透明物体）。
关键词： 相位恢复、衍射、物体边界、相位微球、计算成像、同轴全息术
更新于2025-09-11 14:15:04
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2016年欧洲显微镜学大会论文集 || 采用简化同轴全息法作为定性工具检测HfO2层中的局部非均匀性
摘要： 高k氧化物中的氧空位预计会对高k金属栅极MOS晶体管等器件产生不利影响[1]，但对RRAM却有益[2]。在此背景下，能够表征超?。?纳米级）薄膜缺陷的技术揭示了晶粒纳米结构对电子结构的影响[4]。当电子波穿过样品时，会经历与原子产生的局部内电势相关的相移。获取这种相移的参考技术是离轴电子全息术。然而由于该技术较为精细，基于焦距序列采集的在线全息术可能具有研究价值。在线全息术的优势在于易于在常规透射电镜研究中实施，并能提供大范围（可达数微米）的相位图像。本研究旨在检验简化版在线电子全息术在揭示多晶HfO2层异质性方面的能力。
关键词： 氧化物，缺陷，在线全息术，相位恢复
更新于2025-09-11 14:15:04
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像素级MTInSAR估计器：相干点选择与解缠相位向量恢复的集成方法
摘要： 相干点（包括永久散射体和分布式散射体）选取与相位模糊度处理（或参数估计）是多时相InSAR（MTInSAR）算法的核心任务，传统方法通常采用经验阈值分别处理。由于阈值设置差异，即便对相同数据集应用同种MTInSAR技术，也可能产生不同（有时显著）的结果，影响InSAR技术的适用性。本文提出一种集成化MTInSAR估计器，将相干点选取与相位向量解缠整合为单一步骤。该估计器本质旨在恢复相干点的解缠相位向量，因而可作为时空相位解缠问题的替代解决方案。估计器以短基线干涉图中所有像素的缠绕相位作为观测值，基于全连接像素网络弧段的相位差，通过残差分析与相位三角闭合性检测，剔除不可接受的相位噪声与模糊度弧段。通过整合剩余弧段的相位差，可获得连续获取间隔内相干点的解缠相位。值得注意的是，该估计器不受不当形变模型引入偏差的影响。通过半合成与真实数据测试验证了估计器性能。鉴于相位增强算法（如相位链接和扩展最小费用流-小基线子集）能重建高质量缠绕相位且日益普及，本估计器亦可作为这些算法的后处理?？?，用于提取相干点的解缠相位向量。
关键词： 相位解缠、相位恢复、InSAR（MT-InSAR）、一致性、模糊度检测、相干点检测
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于合成衍射图案的定量对比度增强成像用于相位恢复
摘要： 提出了一种基于合成衍射图案的相位恢复定量对比度增强成像概念。通过利用由含与不含原始弱相位样品的衍射图案合成的合成衍射图案，可采用原始相位恢复算法重建虚拟样品。相较于原始样品，该虚拟样品的振幅与相位对比度显著增强而结构保持不变。理论上定量确定了虚拟样品与实际样品间的转换关系。分别采用扩展叠层迭代引擎和相干调制成像技术，通过模拟实验与实际验证了该方法的有效性，所得结果与理论分析结论相符。该概念为现有不同光源下的相位恢复算法提供了一种简便、普适且实用的成像增强技术。
关键词： 成像增强、相干衍射成像、相位恢复
更新于2025-09-10 09:29:36
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使用深度生成网络进行实时相干衍射反演
摘要： 相位恢复（即从倒易空间中恢复相位信息，仅通过测量强度来重建图像的过程）是包括相干衍射成像（CDI）在内的多种成像应用的基础。典型的相位恢复算法本质上是迭代的，因此耗时且计算成本高，使得实时成像成为一项挑战。此外，在存在强相位结构的情况下，迭代相位恢复算法难以收敛到正确解。在本研究中，我们展示了CDI神经网络的训练与测试——这是一对深度反卷积网络，经过训练后能够仅根据二维物体的远场衍射强度预测其实空间中的结构和相位。训练完成后，CDI神经网络可在标准台式机上以几毫秒的计算时间将衍射图样反演为图像，从而实现实时成像。
关键词： 相位恢复、深度学习、相干衍射成像、实时成像、神经网络
更新于2025-09-10 09:29:36