Fasinversionsmetoder

Fasinversionsmetoder är tekniker som används för att återställa eller uppskatta fasinformation från mätningar där fasen inte kan observeras direkt, eller för att invertera data så att de bakomliggande egenskaperna som styr fasen kan bestämmas. Dessa metoder används i optik och bildbehandling, radiovetenskap, akustik, seismik och medicinsk bildteknik, där man ofta mäter amplitud eller intensitet istället för fasen.

Grunden är ett inversproblem: man söker en modell eller ett fält som förutspår de uppmätta signalerna, ofta under restriktioner och med regularisering för att hantera osäkerhet och icke-unikhet. Fasinformationen är känslig för mätbrus och mångtydighet, så flera lösningar kan vara möjliga.

Vanliga angreppssätt inkluderar fasåterställning från intensitetsdata med algoritmer som Gerchberg–Saxton och Fienup, analytiska metoder som Hilbert-transformen och Kramers–Kronig-relationen, samt fältbaserade tekniker som transport av intensitet (TIE) i optik. Inom geovetenskap och seismik används ofta full waveform inversion (FWI) där både fas- och amplituddata utnyttjas för att estimera jordens eller materialens inre egenskaper.

Utmaningar inkluderar icke-unikhet, känslighet för brus, beroende av initiala gissningar och höga beräkningskostnader. För att förbättra robustheten används regelbundenhet, priors och kombination av flera datamängder, samt nyare maskininlärningsbaserade tillvägagångssätt. Fasinversionsmetoder är ett aktivt forskningsområde inom teknik och naturvetenskap.