利用杂讯增强影像 显示隐蔽物的新技术

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【大纪元5月29日讯】(大纪元记者杨仁编译报导)一项新显影技术的发展,将使得未来的飞机驾驶能掌握迷雾中的航路,也将使得医师得以在未进行手术的条件下获得病患更精确的生理情况。此研究成果3月14日发表于自然子学(Nature Photonics)杂志。

每日科学报导,研发此一技术的普林斯顿大学(Princeton)工程师,藉由对传统显影造成干扰的学讯号(如经云层、身体组织或混浊液体截断干扰的杂讯),来完成影像加强效果。实验中,研究人员成功地将模糊影像修复为清晰的符码及线条。

普林斯顿大学电机工程助理教授夫利契(Jason Fleischer)说道:“一般而言,杂讯总被当作坏事。然而有些时候杂讯和讯号却能相互作用,杂讯中所包含的能量能用于加强讯号。尤其在讯号微弱时,杂讯确实有助于提升讯号品质。”

他亦提到此一技术应用于广大讯号科技产业的潜力,如医学上用于婴儿的超音波扫描或驾驶员行经风暴与大气紊流时的导航系统。亦能用于夜视镜、水下构造物监测,甚至为情报作业中保障资料隐密性。

实验中,夫利契和其研究共同作者戴洛夫(Dmitry Dylov)以雷射光束穿透刻有数字符码和线条的玻璃块,并由接受器将所得讯号导入影像观测仪的屏幕上。接着于玻璃与接受器间,摆上半透明的塑胶薄膜。使得穿透玻璃的雷射光,在被接收器接收之前受到分散干扰,而导致屏幕上的图像因杂讯过多而难以辨认。并用以模拟光线受到烟雾干扰的实际情况。

紧接着研究者于接受器前摆上铌酸锶钡晶体,并藉其“非线性”的光学特性以吸收原本分散的光学讯号,叠合部分图像,使得杂讯和讯号获得加成作用。因而藉由调整铌酸锶钡晶体的电压,研究者得以获得清晰的图像。

戴洛夫说:“我们利用杂讯来提取讯号,这好比一个人于黑暗中照相时,将身体亮度调高,且使背景变暗,便可以看到清晰图像。”

此现象被称为“随机共振(stochastic resonance)”,仅作用于杂讯与讯号的一定比例下。换言之,若杂讯过多,则仍将完全遮蔽原本的讯号。科学家已在神经科学及能源采集领域发现此一现象,然而这是第一次将此原理应用于造影上。

研究者计划将整合其他讯号处理技术以获得更高精确度并用于更广泛领域,如超音波(而非电磁波)生物医学仪器上。

(http://www.dajiyuan.com)

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