清华大学提出基于光计算的每秒千万次高速光学相干层析计算技术
清华大学物理系教授薛平研究组于11月21日在《科学报告》(Scientific Reports)期刊在线发表题为《用于光学相干层析成像的光计算技术》的研究论文,报道了一种新型基于光计算的高速光学相干层析系统。这种新系统实现了1000万次线扫描/秒(相当于1万帧/秒)的高速光学相干层析成像,是目前世界上最快的光学相干层析成像速度。 该领域著名媒体“光学相干层析成像新闻”(Optical Coherence Tomography News)将该成果列为“每周特色”(feature of the week),进行了为期一周的重点介绍,认为这是本领域的重要进展。 (a)用于实现基于光计算的傅里叶变换的波形。(b)光计算的结果。(c)条纹可变光栅的表面(enface)成像。(d)条纹可变光栅的截面成像。(e)盖玻片的截面成像。(d)一层洋葱细胞的截面成像。 光学相干层析成像技术(OCT)作为一种新型的无损、高分辨光学断层三维成像方法,在生物、医学、材料等许多领域中具有非常重要的应用,是光学影像领域的研究热点。对于一些医学、生物学上的快变过程,如果成像速度不够快、会导致图像的模糊与失真,从而难以进行相关的分析。因此,对快速动态过程的检测,成像速度起着至关重要的作用。目前,高速光学相干层析成像的研究,成为这一领域的新的重要研究内容。光学相干层析成像从传统的时域方法,发展到目前的频域方法,成像速度已从每秒几帧提高到近百帧。但要实现实时高清三维光学相干层析成像,当前的成像速度仍然不够。其中的瓶颈在于图像数据处理速度受限于现有图像传感器(CCD)获取数据的速度及中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)的运算速度。如何进一步提高光学相干层析成像的处理速度,成为目前相关领域的关注焦点。 |




