1.43千米外隔墙透视!这项黑科技已被中科大潘建伟团队实现 | PNAS

梦晨发自凹非寺

量子位报道公众号 QbitAI

透视远处墙后面的物体,听起来不是魔法就是超能力。

但已经被中科大潘建伟、窦贤康、徐飞虎带领的团队实现了,而且距离高达 1.43 千米。这项技术称为远距离非视域成像。

本次实验地点在上海,将成像系统放置在下图A点,朝向 1.43 千米外B点一个 11 层的公寓。然后将假人摆成各种姿势隐藏在墙后面。

实验得到的原始数据虽无法被人眼识别,但经过算法重构后已经能辨认出假人摆出的字母 USTC,即中国科学技术大学(University of Science and Technology of China)的英文缩写。

该项研究发表在 PNAS 杂志上,审稿人评价这次工作代表非视域成像领域的最佳结果,使整个非视域成像领域在实际环境应用迈出了一大步,比之前的工作提高了 3 个数量级。

如何做到

光学非视线成像是从周围环境中多次散射的光线的信息中重构隐藏物体。

将激光发射到中介墙上,利用中介墙使激光散射到被遮挡的场景中,其中的隐藏物体再次将激光散射到中介墙上,最后被中介墙散射返回至接收系统。

整个过程激光经历了 3 次漫反射,接收系统通过对光量子飞行时间的记录,再利用计算成像算法实现对场景的重构。

此前,由于多次漫反射造成信息的损耗,只能做到短距离非视域成像。本次实验在硬件和软件上都提出了创新,将成像距离从米级提高到千米级。

在硬件上,团队基于双望远镜共焦设计方案,开发了一套近红外波长的高效非视域成像系统,克服了漫反射带来的 160dB 光学衰减。

在软件方面,研究团队采用凸优化算法,用三维矩阵记录时空信息,解决了多次漫反射所导致的时空混合问题,成功实现非视域图像重构。

作者团队

本研究的共同第一作者为中国科学技术大学博士后吴骋、博士生刘健江和黄鑫。

该项目由国家重点研发计划和国家自然科学基金资助,得到科技部、基金委、中科院、安徽省、广东省和上海市等部门的资助和支持。

参考链接:

[1]https://www.pnas.org/content/118/10/e2024468118

[2]http://news.ustc.edu.cn/info/1055/74331.htm

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