编辑:小咸鱼 David
【新智元导读】西北大学的研究人员发明了一种新的高分辨率透视相机 , 可以透过散射介质 , 如皮肤、雾等等看到之前看不见的东西 , 这种 *** 被称为合成波长全息术(synthetic wavelength holography) 。
怎么样才能拥有一双「透视眼」呢?
这不 , 西北大学的研究人员发明了一种几乎可以看穿任何东西的相机 , 让你秒变透视眼!
据此 , 西北大学的研究人员发明了一种新的高分辨率相机 , 可以透过散射介质 , 如皮肤、雾 , 甚至可能是人类头骨等等看到之前他们看不见的东西 。
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这种被称为合成波长全息术(synthetic wavelength holography)的新 *** 是通过将相干光间接散射到隐藏的物体上 , 然后光在这些物体再次散射并传播回相机 。
这时 , 利用一个算法重建散射光信号 , 就可以揭示隐藏的物体 。
由于其高时间分辨率 , 该 *** 还具有对快速移动的物体成像的潜力 , 例如通过胸腔跳动的心脏或街角超速行驶的汽车 , 因此它可以用于汽车的预警导航系统或非侵入性医疗成像 。
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https://www.nature.com/articles/s41467-021-26776-w#Sec2
这项研究发表在11月17日的《自然·通讯》杂志上 。
对遮挡或散射介质后面的物体进行成像 , 这种相对较新的研究领域被称为「非视线成像」(non-line-of-sight , NLoS) 。
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与相关的非视线成像技术相比 , 西北大学的 *** 能够以亚毫米精度快速捕获大面积的全场图像 。
在这种分辨率下 , 计算相机可以透过皮肤成像 , 甚至可以看到最微小的毛细血管在工作 。
这种 *** 目前在非侵入性医学成像、汽车预警导航系统以及在密闭空间的工业检测方面已经具有明显的潜力 , 但研究人员认为其潜在的应用价值是无穷无尽的 。
「我们的技术将迎来一波新的成像能力」 , 该研究的之一作者、麦考密克工程学院的Florian Willomitzer说 。
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Florian Willomitzer
【红外线透视镜与红外滤镜区别红外线透视镜】「我们目前的传感器原型使用可见光或红外光 , 但原理是通用的 , 可以扩展到其他波长 。例如 , 同样的 *** 可以应用于空间探索或水声成像的无线电波 。它可以应用于许多领域 , 我们目前只是触及了表面 。」
Florian Willomitzer是麦考密克工程学院电气和计算机工程的研究助理教授 。本篇文章的合著者包括计算机科学、电气和计算机工程副教授Oliver Cossairt和前博士生Fengqiang Li 。
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Oliver Cossairt
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Fengqiang Li
拦截散射光
看到一个角落和想象人体内的一个器官似乎是非常不同的挑战 , 但Florian Willomitzer说它们实际上是密切相关的 。两者都涉及散射介质 , 其中 , 光击中物体散射时 , 物体的直接图像就不可见了 。
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「如果你曾经试图用手捂住手电筒 , 那么你就经历过这种现象 , 」Florian Willomitzer说 。
「你看到你手的另一边有一个亮点 , 理论上 , 你的骨头应该有一个阴影 , 揭示了骨头的结构 。但是 , 穿过骨骼的光线在组织内向各个方向散射 , 完全模糊了阴影图像 。」
因此 , 研究人员的目标是截取散射光 , 以重建其传播时间的固有信息 , 从而揭示隐藏的物体 , 但这也带来了挑战 。
「没有什么比光速更快 , 所以如果你想高精度地测量光的传播时间 , 那么你需要速度极快的探测器」 , Willomitzer说 , 「而这种探测器非常昂贵」 。
量身定做的光波为了消除对快速探测器的需求 , Florian Willomitzer和他的同事合并了来自两个激光器的光波 , 以产生一种合成光波 , 该光波可以专门针对不同散射场景下的全息成像进行定制 。
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