NP: Открыт новый метод, предлагающий решения для сложных задач визуализации

Новый метод вычислительной голографии позволяет получать изображения высокого разрешения через рассеивающие среды без использования традиционных инструментов.

Благодаря оптимизации вычислений, метод корректирует более 190 000 рассеянных мод, используя всего 25 голографических кадров. Это переносит нагрузку по формированию изображений с физического оборудования на цифровую обработку, ускоряя и повышая эффективность формирования изображений в различных областях — от медицинской диагностики до автономной навигации.

Метод предоставляет универсальное решение для преодоления проблем рассеяния и может найти применение в науке и промышленности.

Учёные из Института прикладной физики Еврейского университета в Иерусалиме предложили новый метод неинвазивной визуализации через рассеивающие среды.

Метод, описанный в журнале Nature Photonics, основан на голографии и решает ключевые проблемы оптической визуализации. Он может найти применение в медицинской визуализации, автономных транспортных средствах и микроскопии.

Новый метод позволяет получать изображения через сложные рассеивающие среды быстро и точно.

Он не требует предварительной информации о цели или паттернах рассеяния и работает без традиционных инструментов — таких как пространственные модуляторы света (SLM) высокого разрешения. Метод основан на вычислительном моделировании экспериментов по формированию волнового фронта и оптимизирует несколько «виртуальных SLM» одновременно.

Ключевые достижения

1. Высокая универсальность и гибкость. Этот метод позволяет настроить более 190 000 параметров, используя всего 25 образцов рассеянного света, полученных при случайном освещении. Методика подходит для разных способов визуализации, включая эпи-иллюминацию, коррекцию рассеивающих слоёв и безлинзовую эндоскопию.
2. Снижение требований к вычислительным ресурсам и памяти. Этот инновационный подход, в отличие от традиционных методов, требует меньше памяти и быстрее визуализирует изображение, что позволяет эффективнее корректировать сложное рассеяние.
3. Применение в различных областях. Этот метод может применяться в разных областях, таких как визуализация биологических тканей, многоядерная волоконная эндоскопия, акустооптическая томография. Также он может быть полезен в геофизике, радиолокации и медицинском ультразвуке.

Новый подход в формировании изображений позволяет получать изображения высокого разрешения через рассеивающие среды, используя меньше измерений. Для этого не нужно заранее знать цель или использовать дорогостоящее оборудование, — говорит профессор Ори Кац.

Эта инновация предлагает решение, которое можно применять во многих областях, перенося задачу со сложного оборудования на оптимизацию вычислений.

Исследование предлагает быстрое, неинвазивное и легко адаптируемое решение для получения изображений в сложных средах. Команда изучает, как улучшить метод для работы с объёмными образцами, например, толстыми биологическими тканями, а также как уменьшить количество требуемых голограмм.

18.10.2024