图源：G. Stewart/ SLAC国家加速器实验室
光学学会研究人员开发出了一种用非常规成像方法——鬼影成像，用来捕捉移动的物体。这种新方法或将应用于生物医学成像、安全检查、视频压缩和存储等新领域。
说到“鬼影成像”，可能会让人联想到幽灵有关的模糊照片，挺惊悚的，但其实，它是一种复杂的成像方法，目前，鬼影成像使用可见光，x射线，甚至氦原子作为照明源。
鬼影成像有很多优点，其中之一是，它允许人们通过比传统成像方法更低的光水平来照亮物体来形成图像。但鬼影成像需要很长时间才能将光模式的序列投射到重建图像所必需的物体上，导致移动对象的图像变得模糊，所以它一直局限于静止的物体。
在光学学会(OSA)的《光学快报》杂志上，来自中国国防科技大学的研究人员描述了他们如何将模糊图像中的信息与物体位置的细节结合起来，用鬼影成像技术创建移动物体的高质量图像。
创建清晰的图像
为了将鬼影成像应用于移动的物体，新方法使用少量的光模式来捕捉物体的位置和轨迹。研究人员开发了一种算法，将这些位置信息与在不同位置捕捉到的模糊图像进行交叉关联，从而逐渐形成清晰的图像。
“这种方法放松了对快速成像的要求，因为算法是线性的，它不需要大量的计算能力，”中国国防科技大学研究小组组长刘伟涛解释说。“该方法可以在没有任何附加设备的情况下使用典型的鬼影成像系统进行，并允许及时地重建图像。”
标准设置捕获新信息
研究人员用一个典型的鬼影成像系统演示了他们的新方法，在这个系统中，一个旋转扩散器产生的随机光场被分成两束。其中一束由CCD摄像机记录，而另一束则照亮一个移动的物体。来自运动物体的光由单像素探测器收集。
“我们证明了我们的方法捕获了图像的轨迹，并形成了高质量的图像，”刘伟涛说。“在这些相同的实验条件下，传统的鬼影成像方法会由于运动模糊而丢失大部分的物体信息。”
期刊引用：
Shuai Sun, Jun-Hao Gu, Hui-Zu Lin, Liang Jiang, Wei-Tao Liu. Gradual ghost imaging of moving objects by tracking based on cross correlation. Optics Letters, 2019; 44 (22): 5594 DOI: 10.1364/OL.44.005594
