[发明专利]一种基于动量梯度的散射波前光场估计加速方法

权利要求书

1.一种基于动量梯度的散射波前光场估计加速方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、在散射光场成像系统中，于深度z₁下采集光强为|Y₁|²的一光强图像，于深度z₂下采集光强|Y₂|²的另一光强图像；

A2、以光强|Y₁|²、|Y₂|²的算术平方根|Y₁|和|Y₂|分别作为深度z₁、z₂的散射波前光场估计初始值，并设定深度z₁、z₂对应的动量梯度初始值分别为与两个光强|Y₁|²、|Y₂|²具有相同维数的零值矩阵；

A3、利用基于光场幅值约束的散射波前光场估计迭代算法估计两个深度的散射波前光场；在迭代过程中，利用光场的传播以及幅值替换得到的初始梯度更新动量梯度，并利用动量梯度更新散射波前光场估计值直至迭代收敛；当迭代收敛时，即得到两个深度的散射波前光场估计值，分别记为Y₁'和Y′₂；

设定z₂＞z₁，则步骤A3中第k次迭代过程包括：

A31、将深度z₁第k-1次迭代得到的散射波前光场估计Y₁^k-1正向传播至深度z₂后进行以|Y₂|为幅值约束的幅值替换，得到幅值替换结果

A32、利用计算深度z₂第k次迭代的初始梯度

A33、利用更新深度z₂第k次迭代的动量梯度

A34、利用更新深度z₂的散射波前光场估计，得到深度z₂第k次迭代的散射波前光场估计

A35、将深度z₂第k次迭代得到的散射波前光场估计反向传播至深度z₁后进行以|Y₁|为幅值约束的幅值替换，得到幅值替换结果

A36、利用计算深度z₁第k次迭代的初始梯度

A37、利用更新深度z₁第k次迭代的动量梯度

A38、利用更新深度z₁的散射波前光场估计，得到深度z₁第k次迭代的散射波前光场估计Y₁^k，完成第k次迭代；

A4、使用光场的二次传播将散射波前光场在两个深度z₁、z₂上的估计值Y₁'和Y′₂传播到一目标深度，对应得到两个传播散射波前光场；

A5、对所述两个传播散射波前光场在复数域求平均，得到目标深度的散射波前光场估计值。

2.如权利要求1所述的基于动量梯度的散射波前光场估计加速方法，其特征在于，深度z₁、z₂第k次迭代的初始梯度和定义为：

3.如权利要求1所述的基于动量梯度的散射波前光场估计加速方法，其特征在于，利用和更新第k次迭代的动量梯度和的方法为：

其中，γ为动量梯度的衰减系数，γ越小则衰减越快，取值范围0.2～0.4；η为当前初始梯度对于动量梯度的更新系数，取值范围在1-γ至1之间。