近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院王英儉教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊提出了一種實現(xiàn)運動物體傅里葉疊層成像技術(shù)的高效方法，成功實現(xiàn)了遠距離運動物體的高分辨率成像。 相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《Optics Express》上，并被列為編輯推薦。

實驗原理圖 傅里葉疊層成像技術(shù)將相位恢復(fù)算法與合成孔徑技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)物體的高分辨率成像，可應(yīng)用于微觀和宏觀成像領(lǐng)域。然而，其應(yīng)用主要集中在靜止物體上，在實際場景中對運動物體的高分辨率成像留下了空白。

在這項研究中，通過對成像原理以及透鏡傅里葉變換特性的深入研究，發(fā)現(xiàn)在光照射區(qū)域內(nèi)物體的運動體現(xiàn)為夫瑯禾費衍射場的相移，對衍射場中其他信息不產(chǎn)生影響，因此可通過圖像配準(zhǔn)來消除相移影響。

利用單個小口徑成像相機探測序列低分辨的運動物體圖像，而后經(jīng)配準(zhǔn)之后可等價于物體靜止下探測的序列圖像，進而通過算法可重建出等效大口徑探測的高分辨圖像。 然而，使用擴展相干光源會帶來散斑干擾的挑戰(zhàn)，這可能導(dǎo)致物體信息丟失。 為了解決這個問題，研究人員不斷從同一相機位置收集多個移動物體的圖像。通過對這些圖像進行配準(zhǔn)和平均，可以減輕散斑干擾的影響，從而提高圖像質(zhì)量。利用單個小口徑成像相機實現(xiàn)了對于運動物體的高分辨成像，室內(nèi)實驗獲取了等效2.5倍小口徑探測的高分辨運動物體圖像。

實驗結(jié)果圖 這項研究標(biāo)志著單相機傅里葉疊層成像首次應(yīng)用于運動物體，從而實現(xiàn)了此類場景下的高分辨率成像。這些發(fā)現(xiàn)代表了一項重大的技術(shù)突破，擴展了傅里葉疊層成像的應(yīng)用潛力，為該領(lǐng)域開辟了新的可能性。