Opis projektu
Holograficzne podejście do usuwania światła rozproszonego z praktycznych systemów obrazowania
Systemy obrazowania odgrywają kluczową rolę we współczesnym życiu. Znajdziemy je w smartfonach i kamerach samochodowych oraz w mikroskopach o zasadniczym znaczeniu dla diagnostyki klinicznej. Losowe rozpraszanie światła na złożonych próbkach ogranicza głębokość penetracji większości systemów obrazowania, ale efekt ten można skorygować w niewielkim polu widzenia za pomocą przestrzennych modulatorów światła i techniki zwanej „kształtowaniem czoła fali”. Finansowany przez UE projekt See-Beyond jest poświęcony badaniu zupełnie innego kierunku działań, które miałyby doprowadzić do usunięcia ograniczeń uniemożliwiających obecnie praktyczne wykorzystanie techniki kształtowania czoła fali w systemach obrazowania. Podejście zastosowane w ramach projektu opiera się na emulacji obliczeniowej optymalnej złożonej korekcji czoła fali w trzech wymiarach na podstawie niewielkiej liczby szybkich pomiarów holograficznych. Oczekuje się, że znacznie uprości to konstrukcję wymaganego sprzętu oraz poprawi szybkość i jakość obrazowania.
Cel
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.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- inżynieria i technologiainżynieria elektryczna, inżynieria elektroniczna, inżynieria informatycznainżynieria elektronicznaczujnikiczujniki optyczne
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
91904 Jerusalem
Izrael