Превращение шума в изображение

Новая техника для получения изображений скрытых объектов может однажды позволить пилотам летать в тумане, а докторам видеть человеческое тело без хирургического вмешательства. Изобретенный инженерами Принстона метод, основан на удивительной способности получать изображение, используя лучи света. В своих экспериментах исследователи восстановили затененное изображение в ясную структуру чисел и линий. Процесс был родственным улучшению плохого телевизионного приема, используя искаженную, или «шумную» часть сигнала радиопередачи.

В своих экспериментах Флейшер и его соавтор Дмитрий Дылов, аспирант электротехники, передавали лазерный луч через стакан используемый во время глазных осмотров. Луч нес изображение чисел и линий к приемнику, связанному с видеомонитором, который показывал структуру. Затем исследователи поместили просвечивающийся кусок пластмассы, подобно целлофановой ленте между стеклянной пластиной и приемником. Пластмасса рассеивала лазерный свет прежде, чем он достигал приемника, делая визуальный сигнал, настолько шумным, что числа и структура линий стали непонятными на мониторе, подобно тому, как дым или туман могли бы затруднить взгляд человека. Далее Флейшер и Дылов поместили на путь лазерного луча другой объект. Только перед приемником, они установили кристалл ниобата бария стронция, материал, который принадлежит к классу веществ, известных как «нелинейные» из-за их способности изменять поведение света. В этом случае нелинейный кристалл смешал различные части картины, позволяя сигналу и шуму взаимодействовать. Регулируя электрическое напряжение через часть кристалла ниобата бария стронция, исследователи смогли настроить ясное изображение на мониторе. Кристалл ниобата бария стронция собрал лучи, которые были рассеяны просвечивающей пластмассой и, использовав эту энергию, сделал слабое изображение линий и чисел более четким. Техника, известная как «стохастический резонанс» работает только при определенном количестве шума, слишком много шума может нарушить сигнал. Это анализировалось во многих областях, но никогда не использовалось как метод получения изображения.