Single-shot phase retrieval using automatic differentiation and bilateral total variation

变化(天文学) 弹丸 计算机科学 单发 一次性 相(物质) 人工智能 物理 光学 材料科学 工程类 天文 机械工程 量子力学 冶金
作者
Chun-Yuan Chen,Zexin Feng
标识
DOI:10.1117/12.3037196
摘要

The non-interferometric phase retrieval technique is a versatile tool with a wide range of applications including quantitative phase imaging, astronomical imaging, and beam shaping. The single-shot phase retrieval technique, requiring a single measurement, simplifies optical setups but presents implementation challenges. We propose a single-shot phase retrieval method based on automatic differentiation, along with physical constraints and bilateral total variation regularization. The non-convex optimization problem of phase retrieval can be efficiently solved using a gradient descent algorithm, and the model incorporating prior knowledge effectively characterizes the phase features. Simulation results demonstrate that our method achieves high-quality phase reconstruction with noise robustness. The proposed framework is flexible, easy to extend, and has great potential for addressing various phase retrieval challenges.
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