科学岛团队利用单个小口径成像相机实现对运动物体的高分辨成像

近日，中国科学院合肥物质院安光所王英俭团队时东锋副研究员课题组在高分辨成像方面取得新进展，相关成果以“单相机动态物体远距离傅立叶叠层成像”为题发表在国际期刊Optics Express上，并被编入编辑精选（Editor’s Pick）（注：编辑精选旨在突出具有卓越科学质量、并代表特定领域工作的文章）。
远距离傅里叶叠层成像是一种可利用小口径望远镜实现等效大口径望远镜高分辨成像的计算成像方法，目前一般认为适用于静止物体。然而在很多实际场景中，物体是运动的。针对这一问题，课题组通过对成像原理以及透镜傅里叶变换特性的深入研究，发现在光照射区域内物体的运动体现为夫琅禾费衍射场的相移，对衍射场中其他信息不产生影响，因此可通过图像配准来消除相移影响。利用单个小口径成像相机探测序列低分辨的运动物体图像，而后经配准之后可等价于物体静止下探测的序列图像，进而通过算法可重建出等效大口径探测的高分辨图像。上述方法充分挖掘了傅里叶叠层成像的物理特性，利用单个小口径成像相机实现了对于运动物体的高分辨成像，室内实验获取了等效2.5倍小口径探测的高分辨运动物体图像。

实验原理图

实验结果图