Los investigadores han desarrollado una forma de capturar objetos en movimiento con el método de imagen no convencional conocido como imagen fantasma. El nuevo método podría hacer que la técnica de imágenes sea práctica para nuevas aplicaciones, como imágenes biomédicas, controles de seguridad y compresión y almacenamiento de video.

Las imágenes fantasma vienen con una serie de ventajas, una de las cuales es que permite formar una imagen iluminando el objeto con niveles de luz más bajos que los enfoques tradicionales de imágenes. Sin embargo, Las imágenes fantasma se han limitado a objetos estacionarios porque lleva mucho tiempo proyectar la secuencia de patrones de luz sobre el objeto que es necesaria para reconstruir una imagen. Esto hace que las imágenes de un objeto en movimiento se vean borrosas.

En la revista The Optical Society (OSA) Letras de óptica , Investigadores de la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa en China describen cómo pudieron combinar información en las imágenes borrosas con detalles sobre la ubicación del objeto para crear imágenes de alta calidad de objetos en movimiento con imágenes fantasma.

"Nuestro trabajo muestra que las imágenes borrosas contienen información útil, ", dijo el líder del equipo de investigación Wei-Tao Liu." Con más mejoras, este enfoque podría hacer que las imágenes fantasma sean útiles para aplicaciones tales como imágenes biomédicas de seres humanos. Si se usa con radiografías, por ejemplo, podría ayudar a reducir la dosis de radiación necesaria para la obtención de imágenes ".

Creando una imagen clara

La técnica de imágenes fantasma forma una imagen correlacionando un rayo que interactúa con el objeto y un rayo de referencia que no lo hace. Individualmente, los rayos no llevan ninguna información significativa sobre el objeto. La técnica de imagen funciona con luz visible, rayos X y otras partes del espectro electromagnético y, cuando los haces de luz estructurados se generan computacionalmente con moduladores de luz espaciales, se puede realizar con un detector de un solo píxel de bajo costo en lugar de un complejo, cámara cara.

Para aplicar imágenes fantasma a objetos en movimiento, el nuevo método utiliza una pequeña cantidad de patrones de luz para capturar la posición y trayectoria del objeto. Los investigadores desarrollaron un algoritmo para correlacionar esta información posicional con imágenes borrosas capturadas en diferentes posiciones. permitiendo que se forme gradualmente una imagen clara.

"Este enfoque relaja el requisito de imágenes rápidas, y debido a que el algoritmo es lineal, no requiere una gran cantidad de potencia informática, "explicó Liu." El método se puede realizar con un sistema típico de imágenes fantasma sin ningún dispositivo adicional y permite que la imagen se reconstruya de manera oportuna ".

La configuración estándar captura nueva información

Los investigadores demostraron su nuevo método utilizando un sistema típico de imágenes fantasma, en el que un campo de luz aleatorio generado por un difusor giratorio se dividió en dos haces. Un rayo fue grabado por una cámara CCD, mientras que el otro iluminó un objeto en movimiento que los investigadores crearon utilizando un dispositivo de microespejos digitales. La luz proveniente del objeto en movimiento fue recolectada por un detector de un solo píxel.

"Demostramos que nuestro método capturó la trayectoria de la imagen y formó una imagen de alta calidad, ", dijo Liu." Con estas mismas condiciones experimentales, Los enfoques tradicionales de imágenes fantasma habrían perdido la mayor parte de la información del objeto debido a la falta de definición del movimiento ".