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        團(tuán)隊(duì)演示了模擬圖像處理方面的突破
        
			
        
				2020-02-26 09:50:09
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        范德比爾特(Vanderbilt)工程師的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)包括一個(gè)位于橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Laboratory)的科學(xué)家，展示了一種基于超材料的新型超薄濾光片，該濾光片可以進(jìn)行模擬光學(xué)圖像處理。他們的工作《用于圖像微分的平面光學(xué)》今天發(fā)表在科學(xué)雜志《自然光子學(xué)》上。
        

        

        盡管數(shù)字圖像處理已成為各種科學(xué)和工程學(xué)科中的主要技術(shù)，但它需要先進(jìn)的計(jì)算機(jī)，容納計(jì)算機(jī)的空間和強(qiáng)大的功能。
        

        機(jī)械工程學(xué)副教授，范德比爾特納米科學(xué)與工程學(xué)院副主任杰森·瓦倫丁說：“大多數(shù)圖像處理都是以數(shù)字方式進(jìn)行的，但是光學(xué)模擬處理具有低功耗和高速的優(yōu)點(diǎn)。” 盡管過去已經(jīng)執(zhí)行了光學(xué)圖像處理，但是通常需要多個(gè)光學(xué)透鏡，這導(dǎo)致較大的系統(tǒng)尺寸。
        

        第一種超材料濾光片可以直接區(qū)分入射光，從而使人們可以直接成像物體的邊緣或邊界。
        

        “邊緣過濾是物體識(shí)別中常見的預(yù)處理步驟，例如，檢測(cè)自動(dòng)駕駛汽車車道的邊緣。它還可以用于在醫(yī)學(xué)成像中檢測(cè)腫瘤的邊緣，或在這種情況下對(duì)細(xì)胞大小和類型進(jìn)行分類檢測(cè)癌癥的細(xì)胞分選方法”，情人說。
        

        超材料濾光片基于由硅制成的二維光子晶體，可在各個(gè)方向上直接成像對(duì)象的邊緣?？梢詫?ldquo;納米光子微分器”集成到光學(xué)顯微鏡中或相機(jī)傳感器上，從而輕松適應(yīng)現(xiàn)有的圖像處理系統(tǒng)。
        

        “我們的方法的主要優(yōu)勢(shì)之一是能夠?qū)⒊牧吓c傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)集成在一起。例如，我們通過將超材料濾光片放置在商用光學(xué)顯微鏡中來構(gòu)建了一個(gè)邊緣檢測(cè)顯微鏡，” .D。是跨學(xué)科材料科學(xué)計(jì)劃的學(xué)生，也是四位作者之一。測(cè)試包括對(duì)洋蔥表皮，南瓜莖和豬運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的細(xì)胞成像。
        

        該過濾器(比人的頭發(fā)還薄)還與基于超材料的透鏡集成在一起，從而形成了可以進(jìn)行邊緣成像的完全平坦且超薄的光學(xué)元件。這進(jìn)一步減小了用于此目的的傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)的尺寸。
        

        瓦倫丁說：“關(guān)鍵特性是能夠以光速執(zhí)行圖像處理，而無需輸入功率，并且以極薄的外形進(jìn)行處理。” “這為機(jī)器視覺和生物成像等應(yīng)用中的實(shí)時(shí)和高速光學(xué)模擬圖像處理打開了新的大門。”
        
			

			
          
        
			
        
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