AI将成像推向物理极限的绝对边缘

当您拥有的只是模糊的图像时,如何精确地测量对象?在Tu Wien,研究人员使用人工智能突破了可能性的界限。没有图像可以完全清晰。 150多年来,科学家们已经了解到,即使是最先进的显微镜和相机也可以通过基本解决方案[...]

来源:SciTech日报
球体(顶部)位于浑浊的玻璃板(中心)上方,以便其发出的光在屏幕(底部)上形成复杂的图案。可以通过人工智能分析图像数据来确定球体的位置。位置确定的精度非常接近本工作中确定的最终分辨率极限。图片来源:oliver-diekmann.graphics / TU Wien

当您拥有的只是模糊的图像时,测量物体的精确度如何?在维也纳工业大学,研究人员利用人工智能突破了可能性的界限。

人工智能

任何图像都不可能完全清晰。 150 多年来,科学家们已经认识到,即使是最先进的显微镜和相机也会受到无法克服的基本分辨率限制。不可能无限精确地确定粒子的确切位置,并且总是存在一定程度的模糊。这种限制并不是由于技术缺陷造成的,而是源于光的固有性质以及信息的传输方式。

准确度

有鉴于此,来自维也纳工业大学、格拉斯哥大学和格勒诺布尔大学的研究人员着手回答一个基本问题:光学技术能够达到的最终精度水平是多少?是否有可能尽可能接近这个理论边界?国际团队设法在理论上定义了可达到的最低精度极限,并开发了基于神经网络的人工智能系统,该系统在经过充分训练后,其性能非常接近该极限。他们的方法现在正在准备在成像技术中实际使用,包括医学诊断中的技术。

格拉斯哥大学

精度的绝对限制

费舍尔信息

神经网络从混沌光模式中学习

几乎达到物理极限

自然光子学 DOI: 10.1038/s41566-025-01657-6 不错过任何突破:加入 SciTechDaily 时事通讯。