Pierwsze trójwymiarowe obrazy duchów z jednego piksela

Obrazowanie duchów to niezwykła technika odbijania wiązki laserowej od obiektu i tworzenia wysokiej jakości obrazów z odbitego światła za pomocą jednego piksela. Ten pojedynczy piksel rejestruje wiele punktów danych, które należy połączyć, aby utworzyć obraz.

Ale nie jest w to zaangażowane skanowanie (co byłoby równoznaczne z robieniem zwykłego zdjęcia bardzo powoli).

Zamiast tego dane z pojedynczego piksela są porównywane z intensywnością oryginalnej wiązki laserowej, która musi być losowa, przepuszczając ją przez matowe szkło. Wtedy wszelkie korelacje między wiązką pierwotną a odbitą ujawniają informacje o obiekcie na obrazie.

To właśnie te korelacje wykorzystują fizycy do składania obrazu, znanego jako obraz ducha.

Może to zabrzmieć dość skomplikowanie i czasochłonnie, ale w rzeczywistości jest niezwykle wydajne. Ilość danych wymaganych do stworzenia obrazu w ten sposób jest niewielka w porównaniu do ilości wymaganej do zwykłego obrazowania. Za pomocą zaledwie 50 000 pikseli można zarejestrować odpowiednik 5-megapikselowego obrazu.

Fizycy demonstrowali tę technikę na różne sposoby od 1995 roku, ale dopiero w ciągu ostatnich kilku lat zaczęli ją właściwie rozumieć i zaczęli ją wykorzystywać.

Dzisiaj Wenlin Gong i koledzy z Szanghajskiego Instytutu Optyki i Mechaniki Precyzyjnej w Chinach ujawniają, jak potężna może być ta technika. Zaprojektowali i zbudowali urządzenie do obrazowania duchów, które wykorzystuje pojedynczy piksel do rejestrowania trójwymiarowych obrazów.

Modyfikacja poprzednich systemów obrazowania duchów jest prosta. Używają krótkich impulsów laserowych o długości zaledwie 10 ns, aby krótko oświetlić interesujący obiekt, a następnie na krótki czas włączyć swój pojedynczy piksel, tak aby wychwytywał światło odbite tylko z określonej odległości.

Ten rodzaj bramkowania tworzy wycinki obrazu, które można następnie połączyć, aby stworzyć trójwymiarową scenę, technikę znaną jako wykrywanie laserowe i określanie odległości lub LADAR.

Aby pochwalić się swoim pomysłem, ci faceci używają zielonego lasera i małego teleskopu wyposażonego w pojedynczy piksel do przechwytywania trójwymiarowych obrazów zwykłych obiektów oddalonych o około kilometr. Na przykład powyższy obrazek przedstawia grupę domów i drzew oddalonych o około 900 metrów, a rozdzielczość przestrzenna wynosi 25 cm, a głębokość 60 cm.

To imponujące. Nie potrzeba wiele wyobraźni, aby zdać sobie sprawę, że może to być dość przydatne. Jak skromnie ujął to Wenlin Gong i koledzy: Ta technika ma wielką szansę na zastosowanie w teledetekcji. Całkiem!

Nr ref.: arxiv.org/abs/1301.5767 : Trójwymiarowy obraz ducha Ladar

ukryć