close all;clear all;clc; %
iterative=300; %设迭代次数为300次吧
imagename='cameraman.tif'; %你想要提取相位的图像名称
phaseimage='phase.png'; %要保存的相位图像名称
figure(1),imshow(imagename);
imagename='cameraman.tif'; %你想要提取相位的图像名称
phaseimage='phase.png'; %要保存的相位图像名称
figure(1),imshow(imagename);
%空域输入图像的幅度（是已知的，也就是清晰的图像，它的灰度就是幅值）和相位图像（待恢复）
known_abs_spatial=imread(imagename); %作为输入图像的幅度，是已知的
%known_abs_spatial =rgb2gray(known_abs_spatial);%注意要用单通道图像做实验，如果你读取的是彩色图像，那就吧这行取消注释变成灰度图像吧
known_abs_spatial=im2double(known_abs_spatial); %将图像灰度映射到0～1
known_abs_spatial=imread(imagename); %作为输入图像的幅度，是已知的
%known_abs_spatial =rgb2gray(known_abs_spatial);%注意要用单通道图像做实验，如果你读取的是彩色图像，那就吧这行取消注释变成灰度图像吧
known_abs_spatial=im2double(known_abs_spatial); %将图像灰度映射到0～1
unknown_phase=known_abs_spatial; %Peppers图像作为输入图像的相位，也即为待恢复的数据，
%要求它和known_abs_spatial大小一致，所以这里直接赋值就好了
unknown_phase=im2double(unknown_phase); %将图像灰度映射到0～1
unknown_phase2=unknown_phase*2*pi; %相位范围映射到0-2*pi
unknown_phase2(unknown_phase2>pi)=unknown_phase2(unknown_phase2>pi)-2*pi;%进一步映射至[-pi,+pi]
%要求它和known_abs_spatial大小一致，所以这里直接赋值就好了
unknown_phase=im2double(unknown_phase); %将图像灰度映射到0～1
unknown_phase2=unknown_phase*2*pi; %相位范围映射到0-2*pi
unknown_phase2(unknown_phase2>pi)=unknown_phase2(unknown_phase2>pi)-2*pi;%进一步映射至[-pi,+pi]
[width,length]=size(known_abs_spatial); %获取图像的大小
input=known_abs_spatial.*exp(i*unknown_phase2); %最终输入图像:幅度*e^(i*相位角度)，它是复数图像
known_abs_fourier=abs(fft2(input)); %先将input图像进行傅立叶变换，然后取模，就是傅氏变换后的幅度
%以下开始迭代求相位
phase_estimate=pi*rand(width,length); %这是生成了一副大小为(width*length)的图像
%它的像素值是在[0,pi]范围内随机生成的。
figure(2),imshow(phase_estimate)
%以下开始迭代
for p=1:iterative
signal_estimate_spatial=known_abs_spatial.*exp(i*phase_estimate); %Step 1 构造estimated signal：还是幅度*e^(i*相位角度)变成复数形式
temp1=fft2(signal_estimate_spatial); %傅立叶变换到频域
temp_ang=angle(temp1); %求相位弧度，它的范围是[-pi,pi]
signal_estimate_fourier=known_abs_fourier.*exp(i*temp_ang); %Step 2 替换傅氏变换后的幅度，产生estimate Fourier transform
temp2=ifft2(signal_estimate_fourier); %Step 3 对Step 2产生的estimate Fourier transform进行傅立叶反变换，又变换到空域了
phase_estimate=angle(temp2); %Step 4:estimated phase
% IS=abs(abs(temp2)-abs(temp1)).^2;
% MSE=sum(IS(:))/256^2%计算均方误差
end
%以上循环就是通过随便预设一个相位图像，在循环中不断调整逼近真实的相位，直到满足条件（也就是我们求的相位和真实相位非常接近的时候）
%不过这里我们只需要设定一个比较大的循环就可以了，基本上都可以满足条件了，这个激光原理就讲过了。
input=known_abs_spatial.*exp(i*unknown_phase2); %最终输入图像:幅度*e^(i*相位角度)，它是复数图像
known_abs_fourier=abs(fft2(input)); %先将input图像进行傅立叶变换，然后取模，就是傅氏变换后的幅度
%以下开始迭代求相位
phase_estimate=pi*rand(width,length); %这是生成了一副大小为(width*length)的图像
%它的像素值是在[0,pi]范围内随机生成的。
figure(2),imshow(phase_estimate)
%以下开始迭代
for p=1:iterative
signal_estimate_spatial=known_abs_spatial.*exp(i*phase_estimate); %Step 1 构造estimated signal：还是幅度*e^(i*相位角度)变成复数形式
temp1=fft2(signal_estimate_spatial); %傅立叶变换到频域
temp_ang=angle(temp1); %求相位弧度，它的范围是[-pi,pi]
signal_estimate_fourier=known_abs_fourier.*exp(i*temp_ang); %Step 2 替换傅氏变换后的幅度，产生estimate Fourier transform
temp2=ifft2(signal_estimate_fourier); %Step 3 对Step 2产生的estimate Fourier transform进行傅立叶反变换，又变换到空域了
phase_estimate=angle(temp2); %Step 4:estimated phase
% IS=abs(abs(temp2)-abs(temp1)).^2;
% MSE=sum(IS(:))/256^2%计算均方误差
end
%以上循环就是通过随便预设一个相位图像，在循环中不断调整逼近真实的相位，直到满足条件（也就是我们求的相位和真实相位非常接近的时候）
%不过这里我们只需要设定一个比较大的循环就可以了，基本上都可以满足条件了，这个激光原理就讲过了。
phase_estimate(phase_estimate<0)=phase_estimate(phase_estimate<0)+2*pi; %把estimate_phase从[-pi,+pi]，映射到[0,2pi]
retrieved=phase_estimate/(2*pi);%再映射到[0,1]
retrieved=phase_estimate/(2*pi);%再映射到[0,1]
% IS=abs(abs(temp2)-abs(temp1)).^2;
% MSE1=sum(IS(:))/256^2%计算均方误差
% figure(2);plot(log10(MSE),'LineWidth',1.5);
% xlabel('Iterative number');%迭代的次数
% ylabel('Logarithm of Mean Square Error');%均方误差的对数
figure (3)
imshow(retrieved);title('相位图像')%显示我们提取到的相位图像
imwrite(retrieved,phaseimage)
%<span style="color:rgb(79,79,79);font-size:16px;font-family:'PingFang SC', 'Microsoft YaHei', SimHei, Arial, SimSun;">
%</span>