近日，中国科学院合肥物质科学研究院王英健教授领导的研究团队提出了一种实现运动物体傅里叶叠层成像技术的高效方法，成功实现了远距离运动物体的高分辨率成像。
相关研究结果发布在《光学快报》上，并被评为编辑推荐。
傅里叶叠层成像技术将相位恢复算法与合成孔径技术相结合，实现物体的高分辨率成像，可应用于微观和宏观成像领域。然而，其应用主要集中在静止物体上，在实际场景中对运动物体的高分辨率成像留下了空白。
在这项研究中，通过深入研究透镜的成像原理和傅里叶变换特性，研究小组发现，照明区域内的物体运动会导致弗劳恩霍夫衍射场的相移，而其他信息不受影响。利用图像配准技术，可以消除这种相移。
所提方法采用单个小孔径成像相机捕获运动物体的连续低分辨率图像。通过配准，这些连续图像被视为在静止条件下捕获。随后，先进的算法能够重建与大孔径检测获得的图像相当的高分辨率图像。
然而，使用扩展相干光源会带来散斑干扰的挑战，这可能导致物体信息丢失。
为了解决这个问题，研究人员不断从同一相机位置收集多个移动物体的图像。通过对这些图像进行配准和平均，可以减轻散斑干扰的影响，从而提高图像质量。在室内实验中，单个小孔径成像相机成功地实现了对运动物体的高分辨率成像，产生的图像相当于使用2.5倍大孔径检测获得的图像。
这项研究标志着单相机傅里叶叠层成像首次应用于运动物体，从而实现了此类场景下的高分辨率成像。这些发现代表了一项重大的技术突破，扩展了傅里叶叠层成像的应用潜力，为该领域开辟了新的可能性。
