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.