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“全息相機”幾乎可看穿任何東西
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2021 12月7日 星期
 
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“全息相機”幾乎可看穿任何東西

水 登


相機由美國伊利諾州埃文斯頓西北大學的研究人員開發




相機的工作原理是將光間接散射到隱藏的物體上,然後再次散射並返回到相機。


設備幾 乎可以看到任何東西

    “全息相機”幾乎可看穿任何東西

    近日,美國伊利諾州埃文斯頓西北大學的研究

    人員開發了一種強大的全息相機,使用了“合成

    波長全息術”的技術,它幾乎可以看到任何東西

    ,包括角落、霧氣,甚至人肉。

    相機的工作原理是將光間接散射到隱藏的物體上,然後再次散射並返回到相機,在那裏AI用於重建原始物體。據悉,這些物體再將光散射回相機,通過重建散射光信號而呈現隱藏的物體。利用它,人體的皮膚到骨頭將一覽無遺,甚至還能看到角落和散佈四周的介質,如霧氣等。

    這是一個相對較新的研究領域,稱為非視距(NLoS)成像,該技術可以快速捕獲大面積的全視野圖像,它具有亞毫米級精度,AI驅動的相機可以使用這種解析度來透視皮膚,甚至可以看到最小的毛細血管工作。當光線散射到隱藏物體上並再次散射回相機時,演算法會重建散射光信號,由於其高解析度,該方法還具有對快速移動的物體進行成像的潛力,例如通過胸部跳動的心臟或在街角飛馳的汽車。雖然該方法在無創醫學成像方面具有明顯的潛力,但應用範圍很廣,這包括在密閉空間內為汽車和工業檢測創建預警導航系統。

    論文第一作者弗洛里安 · 威洛米澤說:“當用手電筒照射你的手時,你會在手的另一邊看到亮點,但從理論上講,你的骨骼應該會有一個暴露出輪廓或結構的影子。”然而,通過骨骼的光線在人體組織內向各個方向散射,完全模糊了陰影圖像。因此,研究團隊的目標是攔截散射光,重新測量有關其傳播時間的資訊,以揭示無法被成像的物體。

    為了克服可以對光進行高精度測量的探測器成本高昂的問題,研究團隊通過合併來自兩個雷射器的光波,形成了一種為不同散射場景下進行全息成像而量身定做的合成光波。這是第一種能在角落周圍通過散射介質進行成像的技術,該方法結合了高空間解析度、高時間解析度、小探測區域和大角度視野。這意味着,即使在物體移動的情況下,相機也能以高解析度拍攝出狹小空間中的微小特徵以及大面積區域中隱藏的物體。

    該團隊表示,距離商用還有十年,但屆時該技術可用於汽車、閉路電視,甚至可用作醫療掃描器。一個例子可能是在結腸鏡檢查中取代內窺鏡的使用,而是收集光波以查看腸道內的褶皺周圍。此外,該相機在夜間和有霧的天氣下也可使用。

    水    登

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