1.43千米外隔墻透視!這項黑科技已被中科大潘建偉團隊實現(xiàn) | PNAS
距離提高3個數(shù)量級
夢晨 發(fā)自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
透視遠處墻后面的物體,聽起來不是魔法就是超能力。
但已經(jīng)被中科大潘建偉、竇賢康、徐飛虎帶領的團隊實現(xiàn)了,而且距離高達1.43千米。這項技術稱為遠距離非視域成像。
本次實驗地點在上海,將成像系統(tǒng)放置在下圖A點,朝向1.43千米外B點一個11層的公寓。然后將假人擺成各種姿勢隱藏在墻后面。
實驗得到的原始數(shù)據(jù)雖無法被人眼識別,但經(jīng)過算法重構后已經(jīng)能辨認出假人擺出的字母USTC,即中國科學技術大學(University of Science and Technology of China)的英文縮寫。
該項研究發(fā)表在PNAS雜志上,審稿人評價這次工作代表非視域成像領域的最佳結果,使整個非視域成像領域在實際環(huán)境應用邁出了一大步,比之前的工作提高了3個數(shù)量級。
如何做到
光學非視線成像是從周圍環(huán)境中多次散射的光線的信息中重構隱藏物體。
將激光發(fā)射到中介墻上,利用中介墻使激光散射到被遮擋的場景中,其中的隱藏物體再次將激光散射到中介墻上,最后被中介墻散射返回至接收系統(tǒng)。
整個過程激光經(jīng)歷了3次漫反射,接收系統(tǒng)通過對光量子飛行時間的記錄,再利用計算成像算法實現(xiàn)對場景的重構。
此前,由于多次漫反射造成信息的損耗,只能做到短距離非視域成像。本次實驗在硬件和軟件上都提出了創(chuàng)新,將成像距離從米級提高到千米級。
在硬件上,團隊基于雙望遠鏡共焦設計方案,開發(fā)了一套近紅外波長的高效非視域成像系統(tǒng),克服了漫反射帶來的160dB光學衰減。
在軟件方面,研究團隊采用凸優(yōu)化算法,用三維矩陣記錄時空信息,解決了多次漫反射所導致的時空混合問題,成功實現(xiàn)非視域圖像重構。
作者團隊
本研究的共同第一作者為中國科學技術大學博士后吳騁、博士生劉健江和黃鑫。
該項目由國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學基金資助,得到科技部、基金委、中科院、安徽省、廣東省和上海市等部門的資助和支持。
參考鏈接:
[1]https://www.pnas.org/content/118/10/e2024468118
[2]http://news.ustc.edu.cn/info/1055/74331.htm
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