非視域成像技術成像實驗光沿直線傳播，不會拐彎，如果前方有障礙物，是否還能看到其后的人或物?

非視域成像技術成像實驗

近日，中國科學技術大學教授潘建偉、竇賢康、徐飛虎等實驗實現了1.43公里的遠距離非視域成像，首次將成像距離從米級提高到公里級，為非視域成像技術的開拓及在實際場景中的應用開辟了新道路。

該成果3月4日發表于美國《國家科學院院刊》上。論文題為“Non–line-of-sight imaging over 1.43 km”。

傳統成像技術是對視域內的物體進行觀測，而非視域成像技術則能夠對隱藏在視線外的物體進行拍照，類似“視線拐彎”或“隔墻觀物”。后者能夠拓展人類的成像能力，在醫學、機器人、制造業和科學成像等應用領域具有變革潛力。

非視域成像的實現過程通常是將激光脈沖發射到中介墻上，利用中介墻使激光散射到被遮擋的非視域場景中，該場景中的隱藏物體再次將激光散射到中介墻上，最后被中介墻散射至接收系統。整個過程激光經歷了3次漫反射，通過記錄光量子的飛行時間信息，并利用計算成像算法可以實現對非視域場景的重構。目前，非視域成像僅能在實驗室內進行短距離的原理性驗證。

中國科學技術大學研究團隊演示了遠距離(即公里級)非視域成像，他們希望將這項技術推廣到交通、國防、公共安全和安保等現實場景中。

將非視域成像擴展到遠距離的主要障礙是信號強度、背景噪聲和光學發散。由于激光經過多次漫反射，整個光路存在巨大的衰減。此外，多次漫反射導致的時空信息混雜，使得成像算法成為一個科研難題。

1.43公里的非視域成像實時檢測與跟蹤實驗

1.43公里的非視域成像實時檢測與跟蹤實驗研究團隊從光學系統和重構算法出發，通過系統性設計遠距離成像解決方案，發展高效率、低噪聲的非視域成像系統以及高效的成像算法，將非視域成像的距離從米級提高到公里級，相比先前的實驗結果提升了3個數量級。

在光學系統方面，他們基于雙望遠鏡共焦光學設計，開發了一套近紅外波長的高效率非視域成像系統，成功克服漫反射帶來的160分貝光學衰減。

在算法方面，采用凸優化算法，并結合精確的成像模型和壓縮感知等成像理論，解決了多次漫反射所導致的時空混合問題。

最終，成功在現場環境下實現對1.43公里外的非視域場景進行成像以及對隱藏的物體進行實時跟蹤。

研究團隊在論文中提出，未來可以使用先進設備，如飛秒激光器、高效超導探測器和SPAD陣列探測器來提高成像分辨率、提高成像速度，擴大隱藏場景的規模。他們認為，這項研究對將非視域成像技術，從短程驗證轉移到戶外和實際應用具有重要意義。