Phase recovery and holographic image reconstruction using deep learning in neural networks

全息术 计算机科学 人工智能 深度学习 人工神经网络 干扰(通信) 相(物质) 计算机视觉 迭代重建 图像(数学) 振幅 光学 物理 电信 频道(广播) 量子力学
作者
Yair Rivenson,Yibo Zhang,Harun Günaydın,Da Teng,Aydogan Özcan
出处
期刊:Light-Science & Applications [Springer Nature]
卷期号:7 (2): 17141-17141 被引量:550
标识
DOI:10.1038/lsa.2017.141
摘要

Phase recovery from intensity-only measurements forms the heart of coherent imaging techniques and holography. In this study, we demonstrate that a neural network can learn to perform phase recovery and holographic image reconstruction after appropriate training. This deep learning-based approach provides an entirely new framework to conduct holographic imaging by rapidly eliminating twin-image and self-interference-related spatial artifacts. This neural network-based method is fast to compute and reconstructs phase and amplitude images of the objects using only one hologram, requiring fewer measurements in addition to being computationally faster. We validated this method by reconstructing the phase and amplitude images of various samples, including blood and Pap smears and tissue sections. These results highlight that challenging problems in imaging science can be overcome through machine learning, providing new avenues to design powerful computational imaging systems.

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