基于强度传输方程的相位恢复是一种重要的非干涉相位测量方法,克服了干涉方法中对光源要求苛刻、实验环境要求高等缺点,广泛应用于微小物体深度检测,生物医学等领域。在求解该方程的过程中,需要采集聚焦图像,以及以聚焦图像为基准获取散焦图像。聚焦位置定位不准确将会降低相位恢复结果的精度;另一方面,强度传输方程法在部分相干光场相位恢复过程中,由于CCD采集频率与LED发光频率不同步会导致恢复的相位出现黑白相间的条纹,以及机械移动会造成采集角度的偏差导致相位结果错误。针对以上问题,本论文展开了相应的研究。主要研究工作和创新点如下:(1)提出了基于边缘检测和占空比融合的相位恢复算法。将一系列强度图像进行边缘提取得到边缘信息点;结合图像聚焦原理选择占空比评价标准定位最佳聚焦位置;最后采集散焦图求解方程恢复相位。首先,将成像系统中收集的一系列“主观确定的聚焦图像”进行边缘提取以获得对应的边缘信息点。然后,通过计算占空比来找到最佳的聚焦位置,并根据聚焦图像的位置选择相应的散焦图像。最后,通过使用这些准确位置的图像来求解方程,可以获得高精度的相位恢复结果。(2)提出了基于配准递进补偿的相位恢复算法。首先,对采集的强度图进行角点检测和互相关匹配,并去除错误点进行图像变换以纠正原有的偏差。同时,在新的配准图像中进行初次补偿以改善照明频闪效应。然后使用强度传输方程求解得到样品的初始相位。为了解决初始相位边缘出现的光晕,再次对恢复的相位进行补偿以突出样品的关键信息。