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2016年09月25日 星期日 放大 缩小 默认   
用太赫兹辐射
读书不必开卷
稼正
  都说“开卷有益”。而美国麻省理工学院和佐治亚州理工学院的研究团队合作开发的成像系统,目标则是阅读一本合着的书。最近,该研究得到了一定的进展。

  新系统采用了太赫兹辐射,也就是波段介于微波和红外光之间的电磁辐射。由于不同的化学物质吸收不同频率太赫兹的程度不同,每一种化学物质(比如纸张上的油墨)都有独特的频率签名,这就可能用来分辨油墨和空白处。而这是X射线做不到的,尽管它也能穿透表面;另外,太赫兹波还有比超声波更好的深度分辨率。

  “白纸和油墨材料吸收光谱的状况不同。”麻省理工研究员巴马科·赫西迈特说,“我们又使用算法调整光谱对比度,使字符尽可能清晰,为后续的字符识别算法见到字母作好准备。”

  下一个关键是书页的分辨。相邻页面之间微小空隙的折射率与纸张有所不同,系统需要利用这个特性。实验中采用标准的太赫兹相机来发射超短脉冲,用内置的传感器测量其反射回来所需要的时间,随后用算法确定到书本中每页纸的距离,做到分辨书页。

  书页能分辨了,各页表面的化学性质信息也提取了,还采取了一些措施过滤掉那些绕页辐射所造成的“噪声”。尽管如此,得到的图像还是经常失真,或者残缺,难以识别。佐治亚理工学院团队就配合开发了一套专门的算法,能解析这些扭曲或不完整的图形,将其解释成一个个独立的字母。

  那么,目前的设备能不能读合着的书呢?其实还远远不能。更别说“标题党”所言:“不必买书了,带仪器逛书店把全场的书都扫描了”。据发表在《自然通信》杂志上的介绍,研究人员是用一叠纸来测试他们的样机的,每张纸上只打印了一个字母。结果,系统能准确地识别最上面9张纸上的字母(包括附图中的这个“T”)。再往下,反射的太赫兹信号能量太低,传感器无法分辨不同太赫兹频率的签名,“书”就念不下去了。

  未来的研究将努力提高探测器的精度和辐射源的功率,实现更深的渗透。希望该技术有朝一日能用来读那些老得掉渣、不敢再翻动的书籍,做到“不开卷,就受益”。稼正

     
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