Новый алгоритм вычислительных методов для расширения изображения в безлинзовых микроскопах

С целью экономии средств, которые ушли бы на совершенствование таких физических приборов как микроскопы, ученые создали алгоритм увеличения разрешения изображений с помощью вычислительных методов. Теперь благодаря стараниям российских и финских гениальных умов можно улучшить изображение, получаемое безлинзовым микроскопом с помощью компьютерного алгоритма. Благодаря усовершенствованиям метода вычислительной обработки оптического сигнала в безлинзовых микроскопах, ученые университета ИТМО и Технологического университета Тампере добились огромных результатов, а именно повышения разрешения изображений, получаемых на микроскопах, без усовершенствования физических комплектующих данных приборов.

Для того, чтобы яснее и лучше представить себе в чем же заключается суть нововведения, для начала ознакомьтесь с тем, что же конкретно представляет собою безлинзовый микроскоп и по какому принципу он работал до разработки инновационного алгоритма вычисления и увеличения разрешений изображения. Название устройства исходит от отсутствия у данного физического прибора линз, а также микрообьективов, которые формировали бы изображение на светочувствительной матрице. Безлинзовые микроскопы работают несколько иначе. Они просвечивают объект, над которым проводится научное исследование, диодным или же лазерным светом, за счет его регистрируется и выводится его дифрактация. Таким образом, безлинзовые вычислительные микроскопы помогают визуализировать прозрачные образцы объекта, а также производить рельеф данного исследуемого объекта в трех измерениях.

Для улучшений характеристик оптического сигнала в дальнейшем изображения картин дифракции восстанавливается и вычисляется с помощью специальных алгоритмов и компьютерных расчетов. За счет использования специальных фильтров и фазовых масок, которые вводятся в микроскоп с помощью пространственно-временного модулятора света, ученым удалось зарегистрировать различающиеся между собой дифракционные картины на фотокамере. После исследовательской обработки картин дифракции, полученных с использованием таких масок, удалось искусственно расширить область выявленного сигнала и, исходя из этого, увеличить разрешение изображения. Благодаря чему в конечном итоге Ученым Университета ИТМО и Технологического университета Тампере успешно удалось расширить поле зрения прибора путем использования алгоритма в обход физических ограничений размера матрицы.