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Ultra-adaptive holographic computational imaging for seeing through random scatter, fibers, and around corners

Descrizione del progetto

Un approccio olografico per rimuovere la dispersione della luce dai sistemi di immaginografia pratici

I sistemi di immaginografia svolgono un ruolo determinante nella vita moderna, dagli smartphone e dalle telecamere delle automobili ai microscopi che sono fondamentali per la diagnostica clinica. La dispersione casuale della luce in campioni complessi limita la profondità di penetrazione della maggior parte dei sistemi di immaginografia, ma può essere corretta in un piccolo campo visivo utilizzando modulatori spaziali di luce secondo una tecnica denominata «modellatura del fronte d’onda». Il progetto See-Beyond, finanziato dall’UE, studierà un percorso radicalmente diverso per rimuovere le barriere fondamentali che attualmente impediscono l’uso della modellatura del fronte d’onda nei sistemi di immaginografia pratici. L’approccio del progetto si basa sull’emulazione computazionale della complessa correzione ottimale del fronte d’onda 3D, derivata da un numero limitato di misurazioni olografiche rapide. Si prevede che tale approccio semplifichi considerevolmente l’hardware richiesto, migliorando la velocità e la qualità dell’immaginografia.

Obiettivo

Optical imaging systems play an instrumental role in our modern life, from smartphones and automotive cameras to microscopes that are critical for clinical diagnostics. However, the penetration depth of even the most advanced systems is still unbearably limited by the inherent random scattering of light in complex samples. Examples span many applicative fields, including scattering in tissues and fog, limiting microscopes and laser-based systems. For decades, the notion of correcting scattering seemed unfeasible since it requires control of billions of optical modes. This conception changed a decade ago with the paradigm-shifting revolution of wavefront-shaping, demonstrating that scattering can be physically corrected using spatial light modulators with a number of pixels orders-of-magnitude smaller than the number of scattered modes. Wavefront-shaping led to astonishing breakthroughs, including my own works, from focusing through visually-opaque barriers to imaging around corners. However, beyond laboratory demonstrations, there is a fundamental gap in applying these revolutionary notions in most practical imaging applications, as wavefront-shaping is based on a physical, inherently 2D, limited-speed correction to a volumetric dynamic scattering problem, and it relies on known ‘guide-stars’ at the target. I propose a radically different route to remove these fundamental barriers and unleash the full applicative potential of wavefront-shaping, by shifting the burden from the physical hardware to a digital, naturally-parallelizable computational process. My approach is based on computationally emulating the optimal 3D wavefront-correction, found using only a few unique rapid holographic measurements. My solution is enabled by our recent discovery of guide-star free wavefront-shaping, where the target themselves serve as guide-stars, and the great increase in computational power. Its impact spans across important domains, from endoscopy to non-line-of-sight imaging.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-COG - Consolidator Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

THE HEBREW UNIVERSITY OF JERUSALEM
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 999 875,00
Indirizzo
EDMOND J SAFRA CAMPUS GIVAT RAM
91904 JERUSALEM
Israele

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Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 999 875,00

Beneficiari (1)

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