研究人员使用重影成像捕获运动物体

研究人员已经开发出一种使用称为“鬼影”的非常规成像方法捕获运动物体的方法。这种新方法可以使成像技术适用于诸如生物医学成像，安全检查以及视频压缩和存储等新应用。

重影成像具有许多优点，其中之一是，它可以通过比传统成像方法更低的光照度来照亮物体来形成图像。然而，重影成像已经限于固定的物体，因为将光图案的序列投影到物体上是重建图像所必需的，这需要很长时间。这会使运动物体的图像显得模糊。

中国国防科学技术大学的研究人员在光学学会(OSA)的《光学快报》上描述了他们如何能够将模糊图像中的信息与物体位置的细节结合起来，从而通过幻像成像创建运动物体的高质量图像。

研究小组负责人刘伟涛说：“我们的工作表明模糊的图像包含有用的信息。” “通过进一步的改进，这种方法可以使重影成像在诸如人类生物医学成像等应用中有用。例如，如果与X射线一起使用，它可以帮助减少成像所需的辐射剂量。”

创建清晰的图像

重影成像技术通过使与物体相互作用的光束与不与物体相互作用的参考光束相关联来形成图像。单独地，光束不携带有关物体的任何有意义的信息。该成像技术适用于可见光，x射线和电磁波谱的其他部分，并且当使用空间光调制器以计算方式生成结构化光束时，可以使用低成本的单像素检测器来代替复杂的，昂贵的相机。

为了将重影成像应用于移动的物体，新方法使用少量的光模式来捕获物体的位置和轨迹。研究人员开发了一种算法，可以将该位置信息与在不同位置捕获的模糊图像进行互相关，从而逐渐形成清晰的图像。

Liu解释说：“这种方法放宽了对快速成像的要求，并且由于该算法是线性的，因此不需要大量的计算能力。” “该方法可以在没有任何其他设备的情况下用典型的鬼影成像系统执行，并允许及时重建图像。”

标准设置可捕获新信息

研究人员使用典型的幻影成像系统演示了他们的新方法，该系统将旋转扩散器产生的随机光场分为两束。一条光束由CCD相机记录，而另一束照亮了研究人员使用数字微镜设备创建的运动物体。来自移动物体的光由单像素检测器收集。

刘说：“我们证明了我们的方法捕获了图像的轨迹并形成了高质量的图像。” “在相同的实验条件下，传统的鬼影成像方法由于运动模糊会丢失大多数物体信息。”