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    I ricercatori catturano oggetti in movimento con l'imaging fantasma

    I ricercatori hanno utilizzato l'imaging fantasma per acquisire immagini dell'oggetto traslante e rotante nella prima riga. Hanno usato le informazioni nelle immagini sfocate (riga centrale) per creare le immagini ricostruite nella riga inferiore. Credito:Wei-Tao Liu, Università Nazionale di Tecnologia della Difesa

    I ricercatori hanno sviluppato un modo per catturare oggetti in movimento con il metodo di imaging non convenzionale noto come imaging fantasma. Il nuovo metodo potrebbe rendere pratica la tecnica di imaging per nuove applicazioni come l'imaging biomedico, controlli di sicurezza e compressione e archiviazione video.

    L'imaging fantasma offre una serie di vantaggi, uno dei quali è che consente di formare un'immagine illuminando l'oggetto con livelli di luce inferiori rispetto agli approcci di imaging tradizionali. Però, l'imaging fantasma è stato limitato agli oggetti fermi perché ci vuole molto tempo per proiettare la sequenza di schemi di luce sull'oggetto che è necessaria per ricostruire un'immagine. Ciò fa apparire sfocate le immagini di un oggetto in movimento.

    Nella rivista The Optical Society (OSA) Lettere di ottica , i ricercatori della National University of Defense Technology in Cina descrivono come sono stati in grado di combinare le informazioni nelle immagini sfocate con i dettagli sulla posizione dell'oggetto per creare immagini di alta qualità di oggetti in movimento con immagini fantasma.

    "Il nostro lavoro mostra che le immagini sfocate contengono informazioni utili, ", ha affermato il leader del gruppo di ricerca Wei-Tao Liu. "Con ulteriori miglioramenti, questo approccio potrebbe rendere l'imaging fantasma utile per applicazioni come l'imaging biomedico di esseri umani. Se utilizzato con i raggi X, Per esempio, potrebbe aiutare a ridurre la dose di radiazioni necessaria per l'imaging".

    Creare un'immagine chiara

    La tecnica di imaging fantasma forma un'immagine correlando un raggio che interagisce con l'oggetto e un raggio di riferimento che non lo fa. Individualmente, le travi non portano alcuna informazione significativa sull'oggetto. La tecnica di imaging funziona con la luce visibile, raggi X e altre parti dello spettro elettromagnetico e, quando i fasci di luce strutturata sono generati computazionalmente con modulatori spaziali di luce, può essere eseguita con un rilevatore a pixel singolo a basso costo invece di un complesso, fotocamera costosa.

    Per applicare l'immagine fantasma agli oggetti in movimento, il nuovo metodo utilizza un piccolo numero di modelli di luce per catturare la posizione e la traiettoria dell'oggetto. I ricercatori hanno sviluppato un algoritmo per correlare queste informazioni sulla posizione con immagini sfocate catturate in posizioni diverse, permettendo di formare gradualmente un'immagine chiara.

    "Questo approccio alleggerisce il requisito per l'imaging veloce, e poiché l'algoritmo è lineare, non richiede una grande quantità di potenza di calcolo, " ha spiegato Liu. "Il metodo può essere eseguito con un tipico sistema di imaging fantasma senza dispositivi aggiuntivi e consente di ricostruire l'immagine in modo tempestivo".

    La configurazione standard acquisisce nuove informazioni

    I ricercatori hanno dimostrato il loro nuovo metodo utilizzando un tipico sistema di imaging fantasma, in cui un campo luminoso casuale generato da un diffusore rotante è stato suddiviso in due fasci. Un raggio è stato registrato da una telecamera CCD, mentre l'altro illuminava un oggetto in movimento creato dai ricercatori utilizzando un dispositivo digitale a microspecchi. La luce proveniente dall'oggetto in movimento è stata raccolta da un rilevatore a pixel singolo.

    "Abbiamo dimostrato che il nostro metodo ha catturato la traiettoria dell'immagine e ha formato un'immagine di alta qualità, " ha detto Liu. "Con queste stesse condizioni sperimentali, i tradizionali approcci di imaging fantasma avrebbero perso la maggior parte delle informazioni sull'oggetto a causa della sfocatura dovuta al movimento".

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