[发明专利]应用于位相差异波前传感的分段变步长模拟退火方法

摘要

本发明属于光学领域，具体涉及一种应用于位相差异波前传感的分段变步长模拟退火方法，包括以下步骤：1】导入目标函数的当前解x₀，目标函数以系统波前泽尼克系数为变量；2】设定初始退火温度、上限迭代次数T和终止残差值S；3】初始段：设定扰动尺度在‑δ与+δ之间，迭代运行至a次；4】中间段：设定扰动尺度在‑Ф与+Ф之间，迭代运行至b次；5】最终段：设定扰动尺度在‑δ/10与+δ/10之间，迭代运行直至波前重构残差RMS小于设定的终止残差值S或者累计迭代次数t达到设定的上限迭代次数T；6】结束模拟退火过程，输出此时目标函数的解x_t。本发明提出的分段变步长模拟退火方法解决了传统的恒定步长模拟退火方法存在的收敛过慢或者早熟的技术问题。

主权项

1.一种应用于位相差异波前传感的分段变步长模拟退火方法，其特征在于：包括以下步骤：1】导入目标函数的当前解x₀，所述目标函数以光学成像系统的波前泽尼克系数为变量；2】设定初始退火温度、上限迭代次数T和终止残差值S；3】初始段：设定扰动尺度在‑δ与+δ之间：x_t+1＝x_t+((‑δ)+2*δ*rand)其中，t为累计迭代次数；x_t为迭代运行的当前解；x_t+1是由x_t扰动产生的待评估新解；δ是以波长λ为单位的任意数值，δ的数量级小于畸变波前泽尼克系数中最大值的数量级；rand是取值范围为0～1的随机数产生器；采用线性降温策略，在每个退火温度下迭代运行n次，直至累计迭代次数t大于或者等于初始段迭代次数a，a是大于0且小于T的常数；4】中间段：设定扰动尺度在‑Ф与+Ф之间：x_t+1＝x_t+((‑Ф)+2*Ф*rand)其中，Ф是δ/10与δ之间的常数；采用线性降温策略，在每个退火温度下迭代运行n次，直至累计迭代次数t大于或者等于中间段迭代次数b，b是大于a且小于T的常数；5】最终段：设定扰动尺度在‑δ/10与+δ/10之间：x_t+1＝x_t+((‑δ/10)+2*(δ/10)*rand)采用线性降温策略，在每个退火温度下迭代运行n次，直至波前重构残差RMS小于设定的终止残差值S或者累计迭代次数t达到设定的上限迭代次数T；6】结束模拟退火过程，输出此时目标函数的解x_t；7】通过输出目标函数的解x_t，即获得光学成像系统的波前泽尼克系数，从而实现波前传感。