Autofocusing of in-line holography based on compressive sensing

全息术 光学 数字全息术 阈值 压缩传感 计算机科学 全变差去噪 正规化(语言学) 光学(聚焦) 算法 迭代重建 物理 计算机视觉 降噪 人工智能 图像(数学)
作者
Yiyi Zhang,Zhengzhong Huang,Shangzhong Jin,Liangcai Cao
出处
期刊:Optics and Lasers in Engineering [Elsevier BV]
卷期号:146: 106678-106678 被引量:19
标识
DOI:10.1016/j.optlaseng.2021.106678
摘要

Holographic reconstruction is affected by the phase-conjugate wave arising from the symmetry of the complex field. Compressive sensing (CS) has been used in in-line digital holography (DH) to eliminate noise, especially the interference from twin images. Herein, CS with total variation regularization combining autofocusing is presented. It provides an autofocusing function from a single-exposure hologram and obtains reconstructed objects without twin image noise. A series of images at a fixed interval within a reconstruction distance are processed using a two-step iterative shrinkage/thresholding algorithm in CS. It can calculate the focus distance in a larger range around the focal plane using twin-image-free reconstruction, so it can achieve a higher focusing accuracy than traditional focusing methods, including the Laplace operator, absolute gradient operator, and Tamura coefficient. The proposed method is a simple combination of algorithms and a powerful extension that can effectively improve simulated and experimental image quality and handle difficult datasets, which existing algorithms cannot.
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