基于空間結(jié)構(gòu)光場(chǎng)照明的三維單像素成像
單像素成像是一種新興的計(jì)算成像技術(shù)。該技術(shù)使用不具備空間分辨能力的單像素探測(cè)器來(lái)獲取目標(biāo)物體或場(chǎng)景的空間信息。單像素探測(cè)器具有高的時(shí)間分辨率、光探測(cè)效率和探測(cè)帶寬,因此單像素光學(xué)成像技術(shù)在散射、弱光等復(fù)雜環(huán)境下相較于傳統(tǒng)面陣成像技術(shù)展現(xiàn)了很大優(yōu)勢(shì)。更重要的是,近年來(lái)隨著飛行時(shí)間和立體視覺(jué)功能的引入,單像素成像能夠?qū)崿F(xiàn)物體場(chǎng)景的3D空間重構(gòu),已經(jīng)應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)成像、激光雷達(dá)、有害氣體傳感等領(lǐng)域。然而,對(duì)于這兩種深度信息光學(xué)探測(cè)方案,目前最先進(jìn)的三維單像素光學(xué)成像技術(shù)的深度分辨率只能達(dá)到毫米量級(jí),無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)微觀(guān)物體(如生物細(xì)胞)的三維高分辨體成像。 為突破上述成像深度分辨率極限,中國(guó)科大光學(xué)與光學(xué)工程系龔雷課題組與加拿大魁北克大學(xué)國(guó)家科學(xué)研究院Jinyang Liang教授、香港理工大學(xué)Puxiang Lai教授開(kāi)展合作,提出了一種基于三維結(jié)構(gòu)光場(chǎng)照明的三維單像素成像新方法。該成像方法實(shí)現(xiàn)了接近衍射極限的三維光學(xué)分辨率,將現(xiàn)有三維單像素成像的深度分辨率提高了兩個(gè)量級(jí),并實(shí)現(xiàn)了無(wú)標(biāo)記單細(xì)胞的高分辨體成像。研究成果以“Optical Single-Pixel Volumetric Imaging by Three-dimensional Light-Field Illumination”為題,于7月25日在線(xiàn)發(fā)表在國(guó)際綜合學(xué)術(shù)期刊Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)上。 |