【希望之声2023年9月23日】（希望之声记者启术综合编译） 通过散射介质成像是光学成像中的“圣杯问题”，因为“光散射”会导致图像失真。美国莱斯大学和马里兰大学的科学家们近日合作开发了一项名为NeuWS的一种全动态视频技术，可让摄像机实现更清晰的成像。

他们的研究成果最近发表在《科学进展》上。论文中说，NeuWS是一种实时校正光散射的视频技术，可用于制造能透过烟雾、倾盆大雨、浑浊的水、皮肤、骨骼和其它反射散射光和其它介质，克服“光散射”失真带来的挑战。

论文中提到，NeuWS所基于的原理是：光波是复杂的数学量，具有两个关键属性，可以针对任何给定位置进行计算。第一个是波幅，是波在该位置携带的能量的大小；第二个是相位，是波在该位置的振荡状态。而测量相位对于克服光散射至关重要。但由于光的频率较高，直接测量是不切实际的。因此，科学家们将入射光测量单位定义为“波前”（包含相位和强度信息的单一测量），并从每秒数百个波前测量中使用后端处理，快速破译相位信息。

科学家们面临的真正技术挑战，是找到一种快速测量相位信息的方法。莱斯大学开发了名为WISH的早期波前处理迭代技术，不是测量光振荡本身的状态，而是测量它与已知波前的相关性来快速破译相位信息，从而克服光的散射干扰。

NeuWS可快速调制来自传入波前的光，以创建几个略有改变的相位测量。然后，改变后的相位被直接输入16,000个参数的神经网络。该网络快速计算必要的相关性，以恢复波前的原始相位信息。该神经网络被设计只需要更少测量的算法，而更少的测量意味着更少的捕获时间。这让相机能够捕捉动态视频，而不是静态帧。

在实验中，莱斯大学博士Haiyun Guo和Ashok Veeraraghavan教授使用最先进的空间光调制器，每分钟可以进行数百次此类测量。他们合作开发的相机技术能有效纠正相机和被成像物体之间光散射介质的干扰，让摄像机透过烟雾、倾盆大雨、浑水、皮肤、骨骼和物体进行拍摄。

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