光学前沿动态
OPTICS FRONTIERS
20
2026
-
07
基于衍射解码器的超分辨图像投影
作者：
加州大学洛杉矶分校 Aydogan Ozcan 团队提出了一种混合图像投影系统，该系统结合了基于卷积神经网络（CNN）的数字编码器和全光衍射解码器，实现了扩展景深（DOF）和更高分辨率。基于CNN的编码器将输入图像压缩成紧凑的相位表示，随后由低分辨率（LR）投影仪显示，并由模拟衍射解码器进行处理，以实现全光图像重建。
该光学解码器完全被动，旨在合成具有扩展景深的像素超分辨率图像投影，同时无需额外的功耗即可进行超分辨率图像重建。作者的像素超分辨率（PSR）图像投影系统在≥250λ的扩展景深范围内实现了高保真图像合成，其中λ为照明波长，并在每个横向平面上实现了高达~16倍的SBP（单像素投影）提升。通过在太赫兹和可见光谱区域进行的概念验证实验，证实了该方法的可行性，并展示了我们混合系统在不同波长下的可扩展性。这种图像投影架构可以在不增加光解码器功耗的情况下，降低显示系统的数据存储和传输需求。除了扩展景深PSR图像投影之外，该方法的基本原理还可以扩展到包括光学计量和显微镜在内的各种应用领域。
研究成果于 2026 年 5 月 18 日以 “Super-resolution image projection over an extended depth of field using a diffractive decoder”为题发表于《Light: Science & Applications》。
图1：混合PSR图像投影系统示意图
图2：混合PSR图像投影系统的性能比较
图3：混合PSR图像投影系统在光栅图案上的外部泛化性能
图4：不同z?范围内混合PSR图像投影系统的定量分析
图5：EDOF PSR图像投影系统的实验装置
图6：太赫兹波段扩展景深PSR图像投影系统的实验结果
图7：可见光范围内扩展景深PSR图像投影的实验结果
图8：可见光谱范围内扩展景深PSR图像投影系统的泛化性能分析
来源：optics光学世界
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