Les chercheurs ont développé un moyen de capturer des objets en mouvement avec la méthode d'imagerie non conventionnelle connue sous le nom d'imagerie fantôme. La nouvelle méthode pourrait rendre la technique d'imagerie pratique pour de nouvelles applications telles que l'imagerie biomédicale, contrôles de sécurité et compression et stockage vidéo.

L'imagerie fantôme présente de nombreux avantages, l'un d'eux est qu'il permet de former une image en éclairant l'objet avec des niveaux de lumière inférieurs aux approches d'imagerie traditionnelles. Cependant, l'imagerie fantôme a été limitée aux objets fixes car il faut beaucoup de temps pour projeter la séquence de motifs lumineux sur l'objet qui est nécessaire pour reconstruire une image. Cela rend les images d'un objet en mouvement floues.

Dans la revue The Optical Society (OSA) Lettres d'optique , des chercheurs de l'Université nationale de technologie de la défense en Chine décrivent comment ils ont pu combiner les informations des images floues avec des détails sur l'emplacement de l'objet pour créer des images de haute qualité d'objets en mouvement avec une imagerie fantôme.

"Notre travail montre que les images floues contiennent des informations utiles, " a déclaré le chef de l'équipe de recherche Wei-Tao Liu. " Avec de nouvelles améliorations, cette approche pourrait rendre l'imagerie fantôme utile pour des applications telles que l'imagerie biomédicale des êtres humains. Si utilisé avec des rayons X, par exemple, cela pourrait aider à réduire la dose de rayonnement nécessaire pour l'imagerie."

Créer une image claire

La technique d'imagerie fantôme forme une image en corrélant un faisceau qui interagit avec l'objet et un faisceau de référence qui n'interagit pas. Individuellement, les faisceaux ne portent aucune information significative sur l'objet. La technique d'imagerie fonctionne avec la lumière visible, rayons X et autres parties du spectre électromagnétique et, lorsque les faisceaux lumineux structurés sont générés informatiquement avec des modulateurs spatiaux de lumière, peut être réalisé avec un détecteur à pixel unique à faible coût au lieu d'un complexe, appareil photo cher.

Pour appliquer l'imagerie fantôme aux objets en mouvement, la nouvelle méthode utilise un petit nombre de motifs lumineux pour capturer la position et la trajectoire de l'objet. Les chercheurs ont développé un algorithme pour corréler ces informations de position avec des images floues capturées à différentes positions, permettant à une image claire de se former progressivement.

"Cette approche assouplit l'exigence d'imagerie rapide, et parce que l'algorithme est linéaire, il ne nécessite pas une grande quantité de puissance de calcul, " a expliqué Liu. " La méthode peut être exécutée avec un système d'imagerie fantôme typique sans aucun dispositif supplémentaire et permet à l'image d'être reconstruite en temps opportun. "

La configuration standard capture de nouvelles informations

Les chercheurs ont démontré leur nouvelle méthode en utilisant un système d'imagerie fantôme typique, dans lequel un champ lumineux aléatoire généré par un diffuseur rotatif était divisé en deux faisceaux. Un faisceau a été enregistré par une caméra CCD, tandis que l'autre a illuminé un objet en mouvement que les chercheurs ont créé à l'aide d'un dispositif numérique à micromiroir. La lumière provenant de l'objet en mouvement a été collectée par un détecteur à un seul pixel.

"Nous avons démontré que notre méthode capturait la trajectoire de l'image et formait une image de haute qualité, " dit Liu. "Avec ces mêmes conditions expérimentales, les approches d'imagerie fantôme traditionnelles auraient perdu la plupart des informations sur les objets en raison du flou dû au mouvement. »