一种通过使用低成本的随机散射介质实时生成清晰图像的新技术可以为模糊图像所带来的挑战提供解决方案。当光穿过光散射介质时，它被分散而不是被吸收，导致原始物体的清晰图像丢失。这种散射介质可以包括云层，给地球上的天文学家带来困难，也包括身体组织，阻碍了医学成像工作。

KAUST研究人员和合作者设计的斑点相关成像系统的插图。该技术可以使用简单或低成本的设备对静态和移动物体进行实时成像。

之前重建散射光的方法需要对物体有一些初步的了解，并有能力控制照亮它的光的波前。这涉及到复杂的光学元件和对运动和机械不稳定性的高度脆弱性。然后，计算算法能够对检测到的光进行后处理以生成图像。

为了获得更有效的重建方式，有人提出了斑点相关成像。这是从透射光的强度波动或斑点中提取关于源的信息。然而，许多基于斑点相关的技术需要耗时和复杂校准的计算重建。此外，仍然缺少一些信息，如图像的方向和位置。

来自阿卜杜拉国王科技大学的杨文红和甘巧强与来自中国雄安创新研究院的刘杰涛合作，开发了一种从斑点图像的单次拍摄中直接获得清晰图像的方法。

"我们已经开发了一种免校准、免重建、实时成像的策略，可以获得静态和移动物体的实际方向信息，"杨解释说。"这种新颖的技术只需要简单或低成本的设备，没有后期的计算重建"

该团队将来自一个小型标准化测试物体的光线通过一个薄的扩散材料。通过向远离扩散器的方向移动相机，他们能够建立一个三维图像，通过斑点进行切片。

通过观察这些图像的放大部分，研究人员惊讶地发现，他们可以直接看到测试对象的复制品；他们可以用肉眼和实时视频成像来观察随机扩散器。这不需要主动控制光线的复杂设备，也不需要事先了解光源或扩散介质。他们还可以找到丢失的方向信息和测试对象的位置。

杨说："我们的工作提出了散射成像领域的一个重要步骤，并将阐明通过扩散介质成像的新途径。"