美国研发新技术实现新型摄像头 可穿透散射光线观察物体

据外媒报道，莱斯大学与马里兰大学的工程师们研发了一种全动态视频技术，可能用于制造新型摄像头，帮助摄像头穿透雾、烟、暴雨、浑浊的水、皮肤、骨头以及其他反射散射光线及遮挡物体的介质观察环境。

NeuWS技术实验（图片来源：莱斯大学）

莱斯大学Ashok Veeraraghavan表示：“在光学成像上，通过散射介质成像是一个“圣杯问题”（大家都想解决的问题），散射会让光在很多情况下无法使用，因为光的波长会更低，导致空间分辨率更高。如果可以消除散射的影响，成像才能发展得更好。”

Veeraraghavan所在的实验室与马里兰大学ChristopherMetzler的研究小组合作，创造了一种名为NeuWS（neural wavefront shaping，神经波前成形）的技术，这也是该项技术的关键。

Veeraraghavan表示：“对于研究自动驾驶汽车的人而言，面临的最大挑战就是恶劣天气。在恶劣天气下无法进行良好的成像。虽然说的是恶劣天气，专业术语而言就是光散射。对于生物学家而言，显微镜面临的最大挑战就是无法对活体深层组织进行成像。说的是“深层组织”和“活体组织”，实际上是想要看穿皮肤以及其他组织层，因为这些会散射光线。如果问水下摄像师最大的挑战是什么，他们会说，我只能对离我近的东西进行成像。他们的真正意思是光在水中会散射，因此光无法深入水中，聚焦远处的物体。所有这些的真正技术问题就是光散射。”

Veeraraghavan指出，NeuWS可被用来克服上述情况中出现的光散射问题。“就切实解决这个问题而言，我们向前迈出了一大步。在真正在上述应用领域建立原型之前，还有很多工作要做，但是我们展示的方法可覆盖上述领域。”

从概念上看，NeuWS基于光波两个关键属性的复杂数学原理而研发，而且这两个关键属性可在任何给定位置进行计算。首先是幅值，这是波在该位置所携带的能量；其次是相位，这是波在该位置的振荡状态。Metzler和Veeraraghavan表示，测量相位对于克服散射现象非常关键，但是因为可见光的高频特性，直接测量相位是不切实际的。