清華大學(xué)提出基于光計算的每秒千萬次高速光學(xué)相干層析計算技術(shù)
清華大學(xué)物理系教授薛平研究組于11月21日在《科學(xué)報告》(Scientific Reports)期刊在線發(fā)表題為《用于光學(xué)相干層析成像的光計算技術(shù)》的研究論文,報道了一種新型基于光計算的高速光學(xué)相干層析系統(tǒng)。這種新系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了1000萬次線掃描/秒(相當(dāng)于1萬幀/秒)的高速光學(xué)相干層析成像,是目前世界上最快的光學(xué)相干層析成像速度。 該領(lǐng)域著名媒體“光學(xué)相干層析成像新聞”(Optical Coherence Tomography News)將該成果列為“每周特色”(feature of the week),進(jìn)行了為期一周的重點(diǎn)介紹,認(rèn)為這是本領(lǐng)域的重要進(jìn)展。 (a)用于實(shí)現(xiàn)基于光計算的傅里葉變換的波形。(b)光計算的結(jié)果。(c)條紋可變光柵的表面(enface)成像。(d)條紋可變光柵的截面成像。(e)蓋玻片的截面成像。(d)一層洋蔥細(xì)胞的截面成像。 光學(xué)相干層析成像技術(shù)(OCT)作為一種新型的無損、高分辨光學(xué)斷層三維成像方法,在生物、醫(yī)學(xué)、材料等許多領(lǐng)域中具有非常重要的應(yīng)用,是光學(xué)影像領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。對于一些醫(yī)學(xué)、生物學(xué)上的快變過程,如果成像速度不夠快、會導(dǎo)致圖像的模糊與失真,從而難以進(jìn)行相關(guān)的分析。因此,對快速動態(tài)過程的檢測,成像速度起著至關(guān)重要的作用。目前,高速光學(xué)相干層析成像的研究,成為這一領(lǐng)域的新的重要研究內(nèi)容。光學(xué)相干層析成像從傳統(tǒng)的時域方法,發(fā)展到目前的頻域方法,成像速度已從每秒幾幀提高到近百幀。但要實(shí)現(xiàn)實(shí)時高清三維光學(xué)相干層析成像,當(dāng)前的成像速度仍然不夠。其中的瓶頸在于圖像數(shù)據(jù)處理速度受限于現(xiàn)有圖像傳感器(CCD)獲取數(shù)據(jù)的速度及中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)的運(yùn)算速度。如何進(jìn)一步提高光學(xué)相干層析成像的處理速度,成為目前相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)注焦點(diǎn)。 |