申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2019-04-30

公开（公告）日：2021-04-27

公开（公告）号：CN110223238B

主分类号：G06T5/00(20060101)

分类号：G06T5/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.27#授权;2019.10.08#实质审查的生效;2019.09.10#公开

摘要：本发明公开了一种编码光照成像重构方法及装置，其中，该方法包括：获取初始迭代图像、编码光照成像系统的光照编码图案和测量结果，对编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型；获取随机初始值对初始迭代图像进行初始化作为n为0次迭代目标图像；根据测量结果、光照编码图案、成像模型和第n‑1次迭代目标图像，对第n次迭代目标图像施加约束条件进行迭代更新，直至第n‑1次迭代目标图像与第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值。该方法可以实现噪声鲁棒性，又能降低计算复杂度，适用于非相干和相干成像。

主权项：1.一种编码光照成像重构方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取初始迭代图像、编码光照成像系统的光照编码图案和测量结果，对所述编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型；其中，所述成像模型为： 其中，I表示所述测量结果，P表示所述光照编码图案，O表示所述初始迭代图像，⊙表示点积运算，表示目标平面和测量平面上的信号之间的线性变换；S2，获取随机初始值对所述初始迭代图像进行初始化作为n为0次迭代目标图像；S3，根据所述测量结果、所述光照编码图案、第n-1次迭代目标图像和所述成像模型，对第n次迭代目标图像施加约束条件进行迭代更新，直至所述第n-1次迭代目标图像与所述第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值；其中，n为正整数。

全文数据：编码光照成像重构方法及装置技术领域本发明涉及场景计算重构技术领域，特别涉及一种编码光照成像重构方法及装置。背景技术编码光照成像作为提高成像分辨率和提取高维信息的可行技术，在光学系统中得到了广泛的应用。该成像方法将光照的编码和目标图像的计算重构结合在一起，以克服诸如光的衍射以及无法实现光波相位信息的直接测量等物理限制。通过改变光照的编码图案拍摄多个测量值可以提取目标场景的更多信息，然后利用各种算法即可从测量值中重构目标场景。根据光源的相干状态，编码光照成像可分为非相干成像和相干成像。在非相干成像中，目前的主流重构方法为梯度下降和压缩感知方法。其中梯度下降算法沿负梯度的方向最小化基于最小二乘的目标函数，压缩感知方法通过解决凸优化问题得到最终结果。压缩感知方法的噪声鲁棒性优于梯度下降算法，但是其计算复杂度更高。在相干编码光照成像中，重构过程可以在数学上描述为典型的相位恢复优化过程。现有的相位恢复算法可分为三类，包括基于交替投影AlternativeProjection，AP、基于WirtingerFlowWF和基于半定规划SemiDefiniteProgramming，SDP的算法。AP算法迭代地对目标平面和测量平面上的计算值施加约束，计算复杂度低，并且该方法也适用于非相干成像，但其对测量噪声敏感。WF方法首先通过本征值方法获得一个接近真实解的初始向量，然后使用Wirtinger导数进行类似梯度下降的迭代，其可以达到全局最优，但是比AP算法耗时。SDP算法通过矩阵提升将传统的二次相位恢复模型转换为更高维度的线性模型，并利用半定松弛找到具有高信噪比的全局最优。然而由于需要进行矩阵提升，该方法比其它两种方法的计算要求更高。综上，上述方法在高信噪比和低计算复杂度之间均存在折衷。发明内容本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种编码光照成像重构方法，该方法可以实现噪声鲁棒性，又能降低计算复杂度，适用于非相干和相干成像。本发明的另一个目的在于提出一种编码光照成像重构装置。为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种编码光照成像重构方法，包括：S1，获取初始迭代图像、编码光照成像系统的光照编码图案和测量结果，对所述编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型；S2，获取随机初始值对所述初始迭代图像进行初始化作为n为0次迭代目标图像；S3，根据所述测量结果、所述光照编码图案、第n-1次迭代目标图像和所述成像模型，对第n次迭代目标图像施加约束条件进行迭代更新，直至所述第n-1次迭代目标图像与所述第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值；其中，n为正整数。本发明实施例的编码光照成像重构方法，通过对编码光照成像过程进行建模，设定算法的初始迭代目标图像，施加约束对目标图像进行迭代更新目标图像直至收敛，噪声鲁棒性强，计算复杂度低，收敛速度快，通用性强。另外，根据本发明上述实施例的编码光照成像重构方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，所述对所述编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型，所述成像模型为：其中，I表示所述测量结果，P表示所述光照编码图案，O表示所述目标图像，⊙表示点积运算，表示目标平面和测量平面上的信号之间的线性变换。进一步地，所述成像模型进一步表示为：I＝|Φ|2Ψ＝P⊙O其中，Ψ＝P⊙O为经过光照编码后目标平面的波前值，为经过光学变换后测量平面的波前值。进一步地，所述S3，包括：将所述测量结果、所述光照编码图案和所述第n-1次迭代目标图像输入到加权求解器中计算潜在幅度信息；将所述潜在幅度信息输入交替投影优化框架，施加约束反向更新所述第n次迭代目标图像，直至所述第n-1次迭代目标图像与所述第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值。进一步地，所述S3具体包括：将所述测量结果、所述光照编码图案和所述第n-1次迭代更新的迭代目标图像输入到所述加权求解器中计算所述潜在信息，其中，所述加权求解器的算子权重计算公式为：其中，γ为所述加权求解器的算子权重，k是调整权重变化率的参数；将所述加权求解器的算子权重输入所述潜在幅度信息计算算子，生成所述潜在幅度信息|Φn|'，公式为：在测量平面的波前施加幅度约束，更新测量平面波前值Φn得到Φ'n：由Φ'n更新目标平面波前估计值Ψn得到Ψ'n：更新目标图像On得到O'n：其中，P*为光照编码图案P的共轭，α为学习率。为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种编码光照成像重构装置，包括：建模模块，用于获取初始迭代图像、编码光照成像系统的光照编码图案和测量结果，对所述编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型；初始模块，用于获取随机初始值对所述初始迭代图像进行初始化作为n为0次迭代目标图像；迭代模块，根据所述测量结果、所述光照编码图案、第n-1次迭代目标图像和所述成像模型，对第n次迭代目标图像施加约束条件进行迭代更新，直至所述第n-1次迭代目标图像与所述第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值；其中，n为正整数。本发明实施例的编码光照成像重构装置，通过对编码光照成像过程进行建模，设定算法的初始迭代目标图像，施加约束对目标图像进行迭代更新目标图像直至收敛，噪声鲁棒性强，计算复杂度低，收敛速度快，通用性强。另外，根据本发明上述实施例的编码光照成像重构装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，所述对所述编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型，所述成像模型为：其中，I表示所述测量结果，P表示所述光照编码图案，O表示所述目标图像，⊙表示点积运算，表示目标平面和测量平面上的信号之间的线性变换。进一步地，所述成像模型进一步表示为：I＝|Φ|2Ψ＝P⊙O其中，Ψ＝P⊙O为经过光照编码后目标平面的波前值，为经过光学变换后测量平面的波前值。进一步地，所述迭代模块，包括：第一计算单元和第二计算单元；所述第一计算单元，用于将所述测量结果、所述光照编码图案和所述第n-1次迭代目标图像输入到加权求解器中计算潜在幅度信息；所述第二计算单元，用于将所述潜在幅度信息输入交替投影优化框架，施加约束反向更新所述第n次迭代目标图像，直至所述第n-1次迭代目标图像与所述第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值。进一步地，所述迭代模块，具体用于，将所述测量结果、所述光照编码图案和所述第n-1次迭代更新的迭代目标图像输入到所述加权求解器中计算所述潜在信息，其中，所述加权求解器的算子权重计算公式为：其中，γ为所述加权求解器的算子权重，k是调整权重变化率的参数；将所述加权求解器的算子权重输入所述潜在幅度信息计算算子，生成所述潜在幅度信息|Φn|'，公式为：在测量平面的波前施加幅度约束，更新测量平面波前值Φn得到Φ'n：由Φ'n更新目标平面波前估计值Ψn得到Ψ'n：更新目标图像On得到O'n：其中，P*为光照编码图案P的共轭，α为学习率。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明上述的和或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本发明一个实施例的编码光照成像重构方法流程图；图2为根据本发明另一个实施例的编码光照成像重构方法流程图；图3为根据本发明一个实施例的SI的编码光照成像过程示意图；图4为根据本发明一个实施例的仿真实验中采用传统AP方法和编码光照成像重构方法的结果对比图；图5为根据本发明一个实施例的荧光小球实验中采用传统AP方法和编码光照成像重构方法的结果对比图；图6为根据本发明一个实施例的编码光照成像重构装置结构示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面参照附图描述根据本发明实施例提出的编码光照成像重构方法及装置。首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的编码光照成像重构方法。图1为根据本发明一个实施例的编码光照成像重构方法流程图。如图1所示，该编码光照成像重构方法包括以下步骤：步骤S1，获取初始迭代图像、编码光照成像系统的光照编码图案和测量结果，对编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型。可以理解的是，测量结果是已知的，根据测量结果和成像模型，通过迭代的算法反解出最接近真实图像的迭代目标图像，即从测量结果求解出最接近真实图像的过程。具体地，对编码光照成像过程进行建模，作为一种可能实现的方式，对编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型，成像模型可以表示为：其中，I表示测量结果，P表示光照编码图案，O表示目标图像，⊙表示点积运算，表示目标平面和测量平面上的信号之间的线性变换。本发明中的运算均为像素级运算。可以理解的是，不同的光学成像系统可以建立不同的成像模型，在上述的成像模型中，根据实际需求，改变光照编码图案和线性变换的具体形式，可以得到不同的成像模型。其中，光照编码图案和线性变换都可以根据实际需求进行设定。进一步地，令经过光照编码后目标平面的波前为Ψ＝P⊙O，经过系统的光学变换后测量平面的波前为编码光照成像过程可以进一步表示为：I＝|Φ|2Ψ＝P⊙O步骤S2，获取随机初始值对初始迭代图像进行初始化作为n为0次迭代目标图像，随机初始值可以根据实际情况进行设定。具体地，设定一个随机初始值来对目标图像进行初始化，初始化后的目标图像作为第一次迭代时算法的输入，比如，第二次迭代更新时算法的输入为第一次的迭代目标图像，第一次迭代更新时算法的输入为初始化的目标图像。步骤S3，根据测量结果、光照编码图案、第n-1次迭代目标图像和成像模型，对第n次迭代目标图像施加约束条件进行迭代更新，直至第n-1次迭代目标图像与第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值；其中，n为正整数。该方法通过在不同平面中交替施加约束来迭代地更新变量，与交替投影算法框架类似，但区别在于不直接将测量值作为约束施加，以消除测量噪声的不利影响。具体地，通过多次迭代使迭代目标图像最接近真实图像，二者之间的像素差小于预设阈值，实现从测量结果反解出迭代目标图像，其中，预设阈值的大小可以进行设置，使迭代目标图像更接近真实图像。进一步地，作为一种可能实现的方式，步骤S3可以包括：S31，将测量结果、光照编码图案和第n-1次迭代目标图像输入到加权求解器中计算潜在幅度信息。具体地，如图2所示，对于第n次迭代，将测量结果输入到一个非均一和自适应的加权求解器加权算子中，以识别噪声点，计算潜在信息。算子的权重随每次迭代更新以接近目标场景并提高重构质量。已知上一迭代循环更新的目标图像On和光照的编码图案P，则目标平面的光照编码为Ψn＝P⊙On，测量平面的波前为根据测量结果I和估计值|Φn|2之间的差异确定各点的噪声大小，该差异大的像素点即存在较大的噪声。算子的权重为非均一权重，各点的权重值可以根据噪声大小自适应地更新，加权求解器的算子权重计算公式为：其中，γ为加权求解器的算子权重，k是调整权重变化率的参数。k值较小时可以更有效的抑制测量噪声，但同时会丢失部分图像细节；k值较大时可以更好的保留图像细节，但噪声的抑制能力较弱。在实际应用中需要根据不同系统的不同噪声大小进行调整。将测量结果I和测量平面波前的估计值Φn输入到用于计算潜在幅度信息的算子中，得到测量平面波前的潜在幅度信息|Φn|'：S32，将潜在幅度信息输入交替投影优化框架，施加约束反向更新第n次迭代目标图像，直至第n-1次迭代目标图像与第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值。具体地，将计算出的潜在幅度信息输入交替投影优化框架，施加约束反向更新第n次迭代目标图像。遵循重叠关联迭代引擎算法进行反向更新。在测量平面的波前施加幅度约束，更新测量平面波前估计值Φn得到Φ'n：由Φ'n更新目标平面波前估计值Ψn得到Ψ'n：更新目标图像On得到O'n：其中，P*为光照编码图案P的共轭，α为学习率，在本实施例中α被设为1。至此第n次迭代完成，第n次迭代所得的O'n在第n+1次迭代中即作为输入On+1。整个迭代过程不断重复直至收敛，收敛条件为相邻两次迭代输出的目标图像On和O'n之间的差异小于一个阈值。为了验证上述方法的有效性，本实施例选取编码光照成像中比较典型的结构光照明StructuredIllumination，SI成像为例，其成像过程模型如图3所示。本实施例以仿真数据和20nm荧光小球的实验数据为实验对象，在不同噪声级别下将本发明方法和传统AP方法进行比较，比较两种方法的重构图像质量和收敛所需的迭代次数。其中，重构图像的质量由图像的峰值信噪比Peaksignal-to-noiseratio，PSNR和结构相似度structuralsimilarityindex，SSIM衡量。如图4所示，展示了仿真实验中采用传统AP方法和本发明方法的重构结果的对比。由重构结果图可以看出，本发明方法比传统AP方法重构结果的噪声更少。从重构质量曲线图可以看出，随着噪声级别的增加，传统AP方法的PSNR下降得比本发明方法快得多。当高斯噪声级别为0.06时，本发明方法的PSNR比传统AP的PSNR高近6dB；当散斑噪声级别为0.5时，本发明方法的PSNR高近9dB。SSIM的比较表现出了类似的结果，证明了所提出的编码光照成像重构方法对于高斯和散斑噪声都是鲁棒的。从收敛性能曲线图可以看出，随着噪声级别的增加，与传统的AP方法相比，本发明的编码光照成像重构方法需要更少的迭代次数，具有更快的收敛速度。如图5所示，展示了荧光小球实验中采用传统AP方法和本发明编码光照成像重构方法的重构结果对比。不同曝光时间对应不同噪声级别，曝光时间越短，噪声级别越大。图5a为在均匀照明下拍摄的低分辨率原始图像，图5b1和图5b2为通过两种方法恢复的高分辨率图像。当曝光时间很长20ms时，两种方法的重建质量都较高。随着曝光时间的减少，传统AP方法的重建结果信噪比较低，并且有较多的畸变。当曝光时间小于1ms时，图像对比度会大幅下降。相比之下，即使在较大噪声的情况下，本发明方法噪声也较少，并且具有更平滑的背景和更高的图像对比度。因此，对于不同噪声类型和噪声级别，本发明的编码光照成像重构方法具有更好的噪声抑制能力和更快的收敛速度。根据本发明实施例提出的编码光照成像重构方法，通过对编码光照成像过程进行建模，设定算法的初始迭代目标图像，施加约束对目标图像进行迭代更新目标图像直至收敛，噪声鲁棒性强，计算复杂度低，收敛速度快，通用性强。其次参照附图描述根据本发明实施例提出的编码光照成像重构装置。图6为本发明一个实施例的编码光照成像重构装置结构示意图。如图6所示，该编码光照成像重构装置包括：建模模块100、初始模块200和迭代模块300。其中，建模模块100，用于获取初始迭代图像、编码光照成像系统的光照编码图案和测量结果，对编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型。初始模块200，用于获取随机初始值对初始迭代图像进行初始化作为n为0次迭代目标图像。迭代模块300，根据测量结果、光照编码图案、第n-1次迭代目标图像和成像模型，对第n次迭代目标图像施加约束条件进行迭代更新，直至第n-1次迭代目标图像与第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值；其中，n为正整数。该编码光照成像重构装置噪声鲁棒性强，计算复杂度低，收敛速度快，通用性强。进一步地，在本发明的一个实施例中，对编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型，成像模型为：其中，I表示测量结果，P表示光照编码图案，O表示目标图像，⊙表示点积运算，表示目标平面和测量平面上的信号之间的线性变换。进一步地，在本发明的一个实施例中，成像模型进一步表示为：I＝|Φ|2Ψ＝P⊙O其中，Ψ＝P⊙O为经过光照编码后目标平面的波前值，为经过光学变换后测量平面的波前值。进一步地，在本发明的一个实施例中，迭代模块，包括：第一计算单元和第二计算单元；第一计算单元，用于将测量结果、光照编码图案和第n-1次迭代目标图像输入到加权求解器中计算潜在幅度信息；第二计算单元，用于将潜在幅度信息输入交替投影优化框架，施加约束反向更新第n次迭代目标图像，直至第n-1次迭代目标图像与第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值。进一步地，在本发明的一个实施例中，迭代模块，具体用于，将测量结果、光照编码图案和第n-1次迭代更新的迭代目标图像输入到加权求解器中计算潜在信息，其中，加权求解器的算子权重计算公式为：其中，γ为加权求解器的算子权重，k是调整权重变化率的参数；将加权求解器的算子权重输入潜在幅度信息计算算子，生成潜在幅度信息|Φn|'，公式为：在测量平面的波前施加幅度约束，更新测量平面波前值Φn得到Φ'n：由Φ'n更新目标平面波前估计值Ψn得到Ψ'n：更新目标图像On得到O'n：其中，P*为光照编码图案P的共轭，α为学习率。需要说明的是，前述对编码光照成像重构方法实施例的解释说明也适用于该实施例的装置，此处不再赘述。根据本发明实施例提出的编码光照成像重构装置，通过对编码光照成像过程进行建模，设定算法的初始迭代目标图像，施加约束对目标图像进行迭代更新目标图像直至收敛，噪声鲁棒性强，计算复杂度低，收敛速度快，通用性强。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

权利要求：1.一种编码光照成像重构方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取初始迭代图像、编码光照成像系统的光照编码图案和测量结果，对所述编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型；S2，获取随机初始值对所述初始迭代图像进行初始化作为n为0次迭代目标图像；S3，根据所述测量结果、所述光照编码图案、第n-1次迭代目标图像和所述成像模型，对第n次迭代目标图像施加约束条件进行迭代更新，直至所述第n-1次迭代目标图像与所述第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值；其中，n为正整数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型，所述成像模型为：其中，I表示所述测量结果，P表示所述光照编码图案，O表示所述目标图像，⊙表示点积运算，表示目标平面和测量平面上的信号之间的线性变换。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述成像模型进一步表示为：I＝|Φ|2Ψ＝P⊙O其中，Ψ＝P⊙O为经过光照编码后目标平面的波前值，为经过光学变换后测量平面的波前值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S3，包括：将所述测量结果、所述光照编码图案和所述第n-1次迭代目标图像输入到加权求解器中计算潜在幅度信息；将所述潜在幅度信息输入交替投影优化框架，施加约束反向更新所述第n次迭代目标图像，直至所述第n-1次迭代目标图像与所述第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S3具体包括：将所述测量结果、所述光照编码图案和所述第n-1次迭代更新的迭代目标图像输入到所述加权求解器中计算所述潜在信息，其中，所述加权求解器的算子权重计算公式为：其中，γ为所述加权求解器的算子权重，k是调整权重变化率的参数；将所述加权求解器的算子权重输入所述潜在幅度信息计算算子，生成所述潜在幅度信息|Φn|'，公式为：在测量平面的波前施加幅度约束，更新测量平面波前值Φn得到Φ'n：由Φ'n更新目标平面波前估计值Ψn得到Ψ'n：更新目标图像On得到O'n：其中，P*为光照编码图案P的共轭，α为学习率。6.一种编码光照成像重构装置，其特征在于，包括：建模模块，用于获取初始迭代图像、编码光照成像系统的光照编码图案和测量结果，对所述编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型；初始模块，用于获取随机初始值对所述初始迭代图像进行初始化作为n为0次迭代目标图像；迭代模块，用于根据所述测量结果、所述光照编码图案、第n-1次迭代目标图像和所述成像模型，对第n次迭代目标图像施加约束条件进行迭代更新，直至所述第n-1次迭代目标图像与所述第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值；其中，n为正整数。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述对所述编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型，所述成像模型为：其中，I表示所述测量结果，P表示所述光照编码图案，O表示所述目标图像，⊙表示点积运算，表示目标平面和测量平面上的信号之间的线性变换。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述成像模型进一步表示为：I＝|Φ|2Ψ＝P⊙O其中，Ψ＝P⊙O为经过光照编码后目标平面的波前值，为经过光学变换后测量平面的波前值。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述迭代模块，包括：第一计算单元和第二计算单元；所述第一计算单元，用于将所述测量结果、所述光照编码图案和所述第n-1次迭代目标图像输入到加权求解器中计算潜在幅度信息；所述第二计算单元，用于将所述潜在幅度信息输入交替投影优化框架，施加约束反向更新所述第n次迭代目标图像，直至所述第n-1次迭代目标图像与所述第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述迭代模块，具体用于，将所述测量结果、所述光照编码图案和所述第n-1次迭代更新的迭代目标图像输入到所述加权求解器中计算所述潜在信息，其中，所述加权求解器的算子权重计算公式为：其中，γ为所述加权求解器的算子权重，k是调整权重变化率的参数；将所述加权求解器的算子权重输入所述潜在幅度信息计算算子，生成所述潜在幅度信息|Φn|'，公式为：在测量平面的波前施加幅度约束，更新测量平面波前值Φn得到Φ'n：由Φ'n更新目标平面波前估计值Ψn得到Ψ'n：更新目标图像On得到O'n：其中，P*为光照编码图案P的共轭，α为学习率。

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