来自圣彼得堡机械光学大学的光学工程师开发了一种光学媒体技术，这种技术是基于全息相关分析方法实现粒子的分布估计。作为研究的一个部分，他们在几秒钟内创建了一个能够进行图像处理的算法。这种新方法可用于工程设备监测发动机中油中的金属屑，研究水中的浮游生物，或追踪活细胞中的病毒。目前这一研究工作发表在《科学报告》杂志上。

通常情况下，全息是与博物馆文物、纪念品、标记产品和保护标志相关的那些三维图像。但它也可以用于工业研究，比如工业产品的表面粗糙度和变形情况。在新的研究中，来自机械与光学大学的科学家Tatiana Vovk 和 Nikolay Petrov开发了一种用于在透明介质中的微粒分布的快速分析方法。该方法是基于Gabor全息技术，这种技术是历史上最简单、且是第一种类型的全息技术。计算机模拟软件处理的实验结果表明，该方法能快速分析样品介质中颗粒的浓度、平均粒径和透光率。

Tatiana Vovk是机械与光学大学光子和光学信息学院的研究员，他评论说：“有很多方法可以暂停或实现气溶胶粒子的可视化，正如处理这些图像的方法一样。但他们花了相当长的时间，有些方法无法应付高浓度的粒子媒介的分析。因此，我们的目标是使一个表达的方法，可以实时检查样品中的任何数量的粒子，并且可以准备应用于工业上“。

　截至目前，科学家们展示了该方法的基本可操作性，但他们相信，这将对于科学和工程的许多分支都是十分有用的。基于这项研究，工程师可以建立分析装置，用于实时监测颗粒流动，例如，利用它们来确定在机器油中的颗粒的数量。机械零件中的摩擦导致金属屑在润滑脂中的释放。“他们与油循环和磨损机制。该装置能够用润滑脂的污染程度调查这种磨损程度评估，”Tatiana Vovk说。

生物技术的应用也很有趣。根据科学家的研究，他们的方法允许他们通过测定水样中浮游生物的透明度来研究湖泊和河流的纯度。这个参数，反过来，表示水库的生态状态，因为栖息地的微生物高度依赖于环境的光学性质。研究人员正在考虑这种技术的可行性，用于跟踪活细胞中的病毒颗粒。“在探索病毒运输机制时，科学家应用荧光显微镜。这样的分析需要大量的数据处理。我们的方法可能有助于迅速处理这些成百上千的从显微镜拍摄的图像。但我们需要一些生物医学专家协助解决出现的问题，要认真了解到荧光显微镜，以最有效的方式与数字全息相结合，”Nikolay Petrov说，他是机械与光学大学的数字显示全息实验室主任。

为了获得粒子的参数，研究人员用准直的激光束曝光样品，得到数字Gabor全息图。然后从全息图中提取两个平面图像。这些图像的聚焦进行了计算方法，数学模拟。利用相关函数进行快速图像处理。研究人员比较的图像，从而获得所需的信息的粒子的整个分布。相关分析不仅在图像处理中广泛应用，而且在统计物理和其它研究随机过程的学科中也得到了广泛的应用。例如，它揭示了观察到的值之间的相关性和大型高强度离子对撞机中所释放的粒子类型。

来源：实验帮