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在水下对空成像过程中,物体受海水波面折射作用的影响,会产生严重的畸变。为了快速有效地校正图像,对随机波动的波面进行重建就成为一个重要的课题。利用基于光线透过小孔形成的光斑变化,分析并计算得到波面的梯度信息,进而通过梯度算子的最小二乘法反演波面高度,最终实现波面的三维重建。实验表明该方法能有效的复原波面,为扭曲图像的矫正提供了条件。