本实用新型提供了一种非定域相位物体边缘增强系统，增强系统包括激光器、毛玻璃、分束器、第一空间光调制器、第二空间光调制器、第一图像探测器、第二图像探测器以及计算机；第一光路上依次设置有第一空间光调制器和第一图像探测器；所述第二光路上依次设置有第二空间光调制器和第二图像探测器；所述第一空间光调制器用于向第一光束内加载相位滤波器信息；第二空间光调制器用于向第二光束内加载待测的相位物体信息。本实用新型利用激光相干光束照射旋转的毛玻璃获得在空间上有强度涨落分布的非相干热光源，在实际应用中非相干光源更具有普遍性，更容易获取，降低了光源的获取难度和成本，更加促进该方案的实际应用发展。