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當法醫老王拿著彈殼在顯微鏡前調整焦距時,額頭上的汗差點滴到樣本上。
這枚彈殼上的擊針印痕只有幾十微米,傳統光學設備得湊到幾厘米內才能拍清楚,稍微手抖一下就得重拍。
現在他不用這么費勁了,康涅狄格大學鄭國安教授團隊開發的MASI技術,隔著半米遠就能把這些細微痕跡拍成三維高清圖。
以前要拍個清晰的微觀世界,鏡頭得跟個小炮筒似的。
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相機廠商拼像素、鏡頭廠商比鏡片,大家都在硬件上死磕。
但MASI技術橫空出世,直接換了個賽道,用算法代替鏡頭干活。
這可不是小修小補,是把成像規則從頭到腳改寫了一遍。
傳統光學成像這一百年,其實一直在跟一個死對頭較勁,分辨率和視場范圍。
想拍清楚細節,就得縮小視野,想拍大場面,細節就模糊。
就像用放大鏡看書,想看全頁字就看不清筆畫,想看筆畫就只能看幾個字。
為了平衡這倆,鏡頭越做越大,實驗室里的高端顯微鏡恨不得占半個桌子。
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鄭國安團隊的思路挺清奇,既然鏡頭搞不定,那就讓算法來幫忙。
MASI技術用一堆小傳感器代替傳統大鏡頭,每個傳感器只捕捉一部分光線信息,然后通過算法把這些碎片“拼”成完整圖像。
打個比方,傳統方法是用一個大網撈魚,MASI是用很多小網分工撈,最后匯總。
這里的關鍵是“計算相位同步”,簡單說,就是讓每個小傳感器捕捉的光線信息在數字世界里“對齊”。
以前這活兒得靠鏡頭的物理結構來保證,現在全交給代碼。
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最有意思的是編碼掩模的設計,這些掩模上有特殊的圖案,能讓不同角度的光線留下獨特“指紋”。
算法通過識別這些“指紋”,就能反推出物體的三維結構。
這有點像盲人摸象,每個傳感器摸到一部分,算法綜合起來就知道大象長啥樣,還不用真的摸到象。
法醫彈道分析只是個開始,傳統方法檢查彈殼,得把樣本固定在精密平臺上,調整鏡頭焦距、光源角度,一套流程下來至少半小時。
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現在用MASI技術,把彈殼往桌上一放,幾秒鐘就能出三維圖像,連擊針磨損的細微差別都看得清清楚楚。
有位老法醫說,“以前一天能分析十個樣本算高產,現在能翻三倍,還不耽誤喝下午茶。”
生物醫學領域也在等著這技術落地,給皮膚做病理檢查,現在得切切片、染色,折騰半天還可能破壞樣本。
MASI技術能隔著皮膚表面拍三維圖像,醫生直接看屏幕就能分析細胞結構。
有皮膚科醫生開玩笑,“以后病人不用脫衣服,站遠點兒就能做檢查,社恐患者要謝天謝地了。”
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工業檢測更離不開它,半導體晶圓上的電路比頭發絲還細,傳統光學檢測設備得用大鏡頭近距離掃描,效率低還容易碰壞晶圓。
MASI技術能在一米外完成檢測,分辨率照樣達標。
有工廠技術員算了筆賬,“設備體積小了一半,檢測速度快了四倍,一年能省不少電費和維修費。”
MASI技術能在幾米外把壁畫上的裂紋、褪色區域拍成三維模型,連顏料層的厚度變化都能記錄下來。
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當然,這技術也不是沒煩惱。
傳感器多了,數據量就大,普通電腦處理起來有點費勁。
實驗室里得用GPU集群來算,想做成手機那么小的設備,還得優化算法。
環境也很關鍵,溫度變化、輕微振動都會影響傳感器捕捉光線,這事兒還得慢慢解決。
但不管怎么說,成像行業的風向已經變了。
以前大家比誰的鏡頭鏡片多、光圈大,現在開始比算法好壞、算力強弱。
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有光學工程師感嘆,“干了二十年鏡頭設計,現在得從頭學編程,這行真是越來越卷了。”
手機廠商估計最激動,現在的手機相機鏡頭越凸越高,跟“浴霸”似的,放兜里都硌得慌。
要是用上MASI技術,幾個小傳感器加算法就能搞定,手機后背能平平整整。
想想看,以后自拍不用舉著“浴霸”,揣兜里也不鼓包,這體驗感不得上天?
醫療設備也能跟著降價,現在一臺高精度光學顯微鏡動輒幾十萬,小醫院根本買不起。
MASI技術把硬件成本降下來,說不定幾萬塊就能搞定,偏遠地區的病人也能用上高清檢查設備。
安防監控更不用說,現在的攝像頭想拍清楚遠處的人臉,鏡頭得跟望遠鏡似的。
換成MASI技術,普通攝像頭大小就能拍幾百米外的細節,小區門口的監控都能當望遠鏡用了。
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鄭國安團隊自己倒挺冷靜,他們說這只是開始,以后還要把光譜分析加進來,讓MASI不僅能“看見”形狀,還能“看穿”物質成分。
以前覺得“看見”這事兒挺簡單,不就是鏡頭成像嘛。
現在才發現,算法能讓“看見”變得這么不一樣。
或許用不了多久,我們拿在手里的不再是“相機”,而是一個用代碼編織的“超級眼睛”。
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