本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种双波长同轴四步相移数字全息的对应相位还原方法，包括基于四幅具有正负2π特定相移的双波长同轴相移全息图，利用相移技术和减法运算，结合三角函数特性，可先提取出第二个波长的相位信息；然后对全息图进行傅里叶正变换、滤频、傅里叶逆变换，直接提取出直流项后，即可还原出第一个波长的相位信息；最后通过每个波长的包裹相位图相减，在一定尺度范围内，可求解出等效波长相位图，进而求解出相位物体的微观形貌或厚度。本发明能充分利用CCD的空间带宽，增加相位成像的稳定性和精确性；基于四幅双波长同轴相移全息图，能够提高相位还原处理效率。