Профессор Эдмунд Лам, доктор Ни Чен и их исследовательская группа из Департамента электротехники и электронной инженерии инженерного факультета Гонконгского университета (HKU) разработали новую технологию — Фурье-птихографию с учётом неопределённости (UA-FP), которая значительно повышает стабильность систем визуализации в сложных условиях реального мира. Исследование [опубликовано](https://doi.org/10.1038/s41377-025-01915-w) в журнале Light: Science & Applications.
Фурье-птихография
Фурье-птихография, считающаяся краеугольным камнем компьютерной визуализации, позволяет получать изображения с широким полем зрения и высоким разрешением. Она находит применение в различных областях, от микроскопии до рентгеновской диагностики и дистанционного зондирования. Однако её практическая реализация долгое время затруднялась из-за смещений, оптических аберраций и низкого качества данных — проблем, характерных для всех областей компьютерной визуализации.
Инновации исследовательской группы
В рамках UA-FP команда инновационно внедряет параметры неопределённости в полностью дифференцируемую вычислительную модель. Это позволяет одновременно количественно оценивать и корректировать неопределённость системы, а также значительно улучшать качество изображений даже в неоптимальных условиях или условиях помех.
Этот прогресс представляет собой не только шаг вперёд в области птихографии, но и трансформационное развитие для компьютерной визуализации в целом.
Дифференцируемая визуализация
Основываясь на новаторской работе команды в области дифференцируемой визуализации с 2021 года, UA-FP использует дифференцируемое программирование — основополагающий принцип глубокого обучения — для создания комплексной вычислительной модели, которая органично объединяет оптическое оборудование, математическое моделирование и алгоритмическую реконструкцию.
Этот унифицированный подход объединяет аппаратное и программное обеспечение, гармонизируя теорию с практической реализацией, способствуя более глубокому междисциплинарному сотрудничеству между оптикой и вычислительными науками.
Профессор Лам, автор исследования, сказал: «Встраивая неопределённости в дифференцируемую модель, мы сделали Фурье-птихографию практичной и надёжной. Этот подход представляет собой основу для развития многих других методов компьютерной визуализации».
Ведущий автор доктор Чен добавил: «Это исследование — наиболее полное применение дифференцируемой визуализации на сегодняшний день. Оно показывает, как дифференцируемое программирование может объединить оптику и вычисления, открывая новые возможности в науке и технике».
Лам и Чен также опубликовали [обзорную статью](https://spj.science.org/doi/10.34133/adi.0117) о дифференцируемой визуализации в журнале Advanced Devices & Instrumentation.
Предоставлено [The University of Hong Kong](https://phys.org/partners/the-university-of-hong-kong/)