Технология сжатия изображений пригодилась в микроскопии

Когда люди отправляют фотографии по электронной почте, они обычно сжимают файлы, удаляя избыточную информацию и сокращая, таким образом, размер файла.

О сжатии принято думать как о процессе применительно к данным после их получения, однако математики недавно нашли способ использовать подобные принципы, чтобы сократить объям данных, собираемых изначально. Результаты опубликованы в издании Journal of Chemical Physics.

И вот теперь ученые из университета Хьюстона и университета Райса в Хьюстоне, штат Техас, применили новую теорию под названием контроль сжатия для создания микроскопа, который способен производить изображения молекулярных колебаний с более высоким разрешением и за меньшее время, чем традиционные методы.

Микроскоп для химиков служит новым мощным экспериментальным инструментом.

Основная концепция позади контроля сжатия называется разреженностью. Если сигнал «разрежен», наиболее важная информация сосредотачивается в выбранных частях сигнала, а в остальных содержится избыточная информация, которая математически может быть представлена нулем или числом, стремящимся к нулю. Разреженный сигнал, изученный исследователями, был получен от микроскопа сложения частот света, который излучает два лазера с различной частотой на поверхность, а затем измеряет вернувшийся сигнал для сбора информации по вибрации и ориентации молекул на поверхностной границе.

Традиционные микроскопы сложения частот света сканируют образец систематически проникая сквозь него, однако разрешение полученных изображение ограничено, поскольку с повышение разрешение снижается мощность сигнала.

Вместо систематического сканирования границы, микроскоп контроля сжатия собирает серию псевдобеспорядочно размещенных мест выборки. Если в образце обнаруживается важная информация, для построения целого изображения может использоваться серия математических действий.

Исследователи протестировали свой микроскоп исследованием золотых полос, отложенных на кремниевой поверхности и затем покрытых полимером под названием октадеканэтиол. Устройство уловило растяжение углерод-водородных связей в октадеканэтиоловом слое и создало изображения с пиксельной плотностью выше в 16 раз, чем это было бы возможно с применением традиционных технологий.

Новый микроскоп может использоваться в биомолекулярном сканировании и научном исследовании интерфейсов.

09.11.2011