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  • 什么是散射成像技术?

    作者:朱磊,邵晓鹏 来源:《光学学报》 时间:2022-12-30 18:09 阅读:5133 [投稿]
    计算光学成像技术作为新型的成像手段,不仅推动了传统成像技术的发展,而且在解决散射成像方面表现出了得天独厚的优势。

    除此之外,利用散射介质点扩展函数的光谱维和空域正交性,在光谱维或空域多次测量散射介质的点扩展函数,将解卷积得到的物体像进行数据重构,也可以实现透过散射介质的光谱成像和三维成像。

    结语

    综合相关文献及报道来看,散射成像技术有以下重点、难点亟需突破:

    1)波前整形技术的实时性仍需进一步提高,在实际应用过程中,散射介质往往具有时变特性,难以实现透过动态散射介质成像,可采用一种快速且准确的光学传输矩阵测量方法,实现透过动态散射介质聚焦或成像。

    2)目前的大部分波前整形技术的能量利用率较低,可设计一种能量利用率高且便于操控的波前整形技术,在更高能量利用率且快速的前提下实现透过散射聚焦。

    3)目前已有的波前整形技术无法实现透过散射介质的实时观测,需要设计一种无需重建过程的透过散射介质成像方法,如通过光学补偿的方式实现透过散射介质的实时成像。

    4)目前基于散斑相关成像方法的成像范围受限于光学记忆效应,拓展光学记忆效应的范围是未来研究的趋势,如通过研究散射介质的物理特性,利用介质自身物理特性(开通道和闭通道)实现光学记忆效应的拓展,从而实现透过散射介质的大视场成像。

    5)所有的基于点扩展函数工程的透过散射介质成像技术都需要提前测量系统的点扩展函数,如何实现无需测量点扩展函数的成像是未来的研究难点。

    除了解决上述难点以外,透过散射介质成像未来较有意义的研究方向为:

    1)如何实现介质内的快速聚焦或成像,这将对生物医学观测或疾病检测具有重要意义。

    2)目前的部分研究结果表明,大气或云雾等自然界复杂介质具有散射特性,研究大气或云雾等复杂介质形成散斑的条件,实现透过自然界复杂介质成像对远距离探测和信息感知具有重要意义。

    3)目前大部分透过散射介质成像的方法只能实现单一物理量的探测,如何通过单帧散斑实现多物理量的探测,对目标信号的探测、识别和分辨具有重要意义。

    4)随着微纳加工技术的进一步发展,通过定制散射介质实现定制成像,将会对新型化、小型化和集成化的探测成像系统的发展具有深远意义。

    5)随着深度学习和人工智能技术的发展,将人工智能技术引入到散射成像,通过少量先验知识或通过先验知识迁移的方式实现透过散射介质成像。

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    文章点评

    zxkang:nice!  谢谢分享!(2023-02-08)