通过自参考干涉实现可证明且稳健的波前感知
图像与视频处理
2026-04-07 v1
摘要
波前感知涉及估计光的相位和强度，为从自适应光学和天文学到生物医学成像等各类成像应用提供支持。由于常规图像传感器只能测量空间强度分布，相位检索成为波前感知的核心问题。常规的干涉方法，如相位移干涉（PSI），可恢复相位信息，但依赖于难以在实际情况下实现的稳定参考光束。为克服这一限制，我们提出了一种新颖的自参考框架，该框架依赖于来自输入波的移位副本之间的干涉，结果为移位像素之间的成对相位差。我们基于这些差异在连通图上传播，为完整的相位检索提出解析解。此外，我们对最优测量图案进行了理论分析，证明共素移位可保证图的连通性并界定最坏情况误差累积，实现可证明的鲁棒方法。广泛的仿真结果表明，仅需八个移位测量即可恢复完整的相位轮廓，优于几种现有方法。最后，我们使用硬件原型验证了我们的框架，演示了针对光学相位轮廓恢复、自动焦距和通过散射介质成像的实际实验。
引用
@article{arxiv.2604.03564,
title = {Provable and Robust Wavefront Sensing via Self-Reference Interferometry},
author = {Nebiyou Yismaw and Vishwanath Saragadam and Aswin C. Sankaranarayanan and M. Salman Asif},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.03564},
year = {2026}
}