Premières images fantômes 3D à partir d'un seul pixel

L'imagerie fantôme est la technique extraordinaire consistant à faire rebondir un faisceau laser sur un objet et à créer des images de haute qualité à partir de la lumière réfléchie à l'aide d'un seul pixel. Ce pixel unique enregistre de nombreux points de données qui doivent être assemblés pour créer l'image.

Mais il n'y a pas de numérisation impliquée (ce qui équivaudrait à prendre une photo ordinaire très lentement).

Au lieu de cela, les données du pixel unique sont comparées à l'intensité du faisceau laser d'origine, qui doit être randomisé en le faisant passer à travers du verre dépoli. Ensuite, toutes les corrélations entre le faisceau d'origine et le faisceau réfléchi révèlent des informations sur l'objet dans l'image.

Ce sont ces corrélations que les physiciens utilisent pour assembler l'image, connue sous le nom d'image fantôme.

Cela peut sembler assez fastidieux et prendre du temps, mais c'est en fait extrêmement efficace. La quantité de données requise pour créer une image de cette manière est minime par rapport à la quantité requise par l'imagerie ordinaire. Il est possible d'enregistrer l'équivalent d'une image de 5 mégapixels en utilisant seulement 50 000 pixels.

Les physiciens ont démontré cette technique de différentes manières depuis 1995 mais ce n'est que ces dernières années qu'ils ont commencé à bien la comprendre et à l'exploiter.

Aujourd'hui, Wenlin Gong et des amis de l'Institut d'optique et de mécanique fine de Shanghai en Chine révèlent à quel point cette technique peut être puissante. Ils ont conçu et construit un appareil d'imagerie fantôme qui utilise un seul pixel pour enregistrer des images en trois dimensions.

La modification par rapport aux précédents systèmes d'imagerie fantôme est simple. Ils utilisent de courtes impulsions laser de seulement 10 ns pour éclairer brièvement l'objet d'intérêt, puis allument leur seul pixel pendant une courte période de temps afin qu'il capture la lumière réfléchie uniquement à partir d'une distance spécifique.

Ce type de gating produit des tranches d'image qui peuvent ensuite être assemblées pour créer une scène tridimensionnelle, une technique connue sous le nom de détection et télémétrie laser ou LADAR.

Pour montrer leur idée, ces gars utilisent un laser vert et un petit télescope équipé d'un seul pixel pour capturer des images 3D d'objets ordinaires à environ un kilomètre de distance. L'image ci-dessus, par exemple, montre un groupe de maisons et d'arbres à environ 900 mètres et a une résolution spatiale de 25 cm et une résolution en profondeur de 60 cm.

C'est impressionnant. Il ne faut pas beaucoup d'imagination pour se rendre compte que cela pourrait être plutôt utile. Comme le disent modestement Wenlin Gong et ses amis : cette technique a de grandes perspectives d'application en télédétection, tout à fait !

Réf : arxiv.org/abs/1301.5767 : Ladar d'imagerie fantôme en trois dimensions

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