Onderzoekers hebben een manier ontwikkeld om bewegende objecten vast te leggen met de onconventionele beeldvormingsmethode die bekend staat als ghost imaging. De nieuwe methode zou de beeldvormingstechniek praktisch kunnen maken voor nieuwe toepassingen zoals biomedische beeldvorming, veiligheidscontroles en videocompressie en -opslag.

Ghost-beeldvorming heeft tal van voordelen, een daarvan is dat het iemand in staat stelt een afbeelding te vormen door het object te verlichten met lagere lichtniveaus dan traditionele beeldvormende benaderingen. Echter, spookbeeldvorming is beperkt tot stilstaande objecten omdat het veel tijd kost om de reeks lichtpatronen op het object te projecteren die nodig zijn om een ​​beeld te reconstrueren. Hierdoor worden beelden van een bewegend object wazig.

In het tijdschrift The Optical Society (OSA) Optica Letters , onderzoekers van de National University of Defense Technology in China beschrijven hoe ze informatie in de wazige beelden konden combineren met details over de locatie van het object om hoogwaardige beelden te maken van bewegende objecten met spookbeeldvorming.

"Ons werk laat zien dat wazige beelden nuttige informatie bevatten, " zei onderzoeksteamleider Wei-Tao Liu. "Met verdere verbeteringen, deze benadering zou spookbeeldvorming nuttig kunnen maken voor toepassingen zoals biomedische beeldvorming van mensen. Indien gebruikt met röntgenstralen, bijvoorbeeld, het zou kunnen helpen de stralingsdosis die nodig is voor beeldvorming te verminderen."

Een duidelijk beeld creëren

De spookbeeldvormingstechniek vormt een beeld door een straal te correleren die interageert met het object en een referentiestraal die dat niet doet. individueel, de balken dragen geen betekenisvolle informatie over het object. De beeldvormingstechniek werkt met zichtbaar licht, röntgenstralen en andere delen van het elektromagnetische spectrum en, wanneer de gestructureerde lichtbundels computationeel worden gegenereerd met ruimtelijke lichtmodulatoren, kan worden uitgevoerd met een goedkope single-pixel detector in plaats van een complexe, dure camera.

Om spookbeelden toe te passen op bewegende objecten, de nieuwe methode gebruikt een klein aantal lichtpatronen om de positie en het traject van het object vast te leggen. De onderzoekers ontwikkelden een algoritme om deze positionele informatie te correleren met wazige beelden die op verschillende posities zijn vastgelegd, waardoor geleidelijk een duidelijk beeld kan worden gevormd.

"Deze aanpak versoepelt de eis voor snelle beeldvorming, en omdat het algoritme lineair is, het vereist geen grote hoeveelheid rekenkracht, " legde Liu uit. "De methode kan worden uitgevoerd met een typisch spookbeeldvormingssysteem zonder extra apparaten en zorgt ervoor dat het beeld tijdig kan worden gereconstrueerd."

Standaardconfiguratie legt nieuwe informatie vast

De onderzoekers demonstreerden hun nieuwe methode met behulp van een typisch spookbeeldvormingssysteem, waarin een willekeurig lichtveld gegenereerd door een roterende diffuser werd verdeeld in twee bundels. Eén straal werd opgenomen door een CCD-camera, terwijl de andere een bewegend object verlichtte, creëerden de onderzoekers met behulp van een digitaal microspiegelapparaat. Het licht afkomstig van het bewegende object werd opgevangen door een single-pixel detector.

"We hebben aangetoond dat onze methode het traject van het beeld vastlegde en een beeld van hoge kwaliteit vormde, " zei Liu. "Met dezelfde experimentele omstandigheden, traditionele benaderingen voor spookbeeldvorming zouden de meeste objectinformatie hebben verloren als gevolg van vervaging door beweging."