撰稿|由课题组供稿
【图2】时空正则反演（STRIVER）的原理示意。（a）典型的多帧编码采集系统。（b）传统单帧测量方法受限于较低的重建信噪比，多帧测量方法受限于运动模糊问题，相比之下，所提方法可以集二者之长，实现时间分辨、高保真全息成像。（c）计算重建算法框架。
研究人员搭建了近场叠层编码成像系统，以高速运动的草履虫作为观测对象进行全息成像。所提出的时空正则反演方法，可以在保证重建结果物理鲁棒的同时，将重建帧率提升至单帧水平，实现了112 fps动态场景的高保真全息重建。
【图3】运动草履虫全息重建结果对比。
该方法可以充分挖掘动态场景的时空关联性，实现草履虫翻滚、旋转等复杂运动的动态观测。
【图4、5】运动草履虫动态观测结果。
该工作所提出的时空正则反演（STRIVER）的方法，可以适用于如叠层成像等不同的相干成像模态，有助于实现运动目标的无标记生物医学成像、高分辨率X射线衍射成像等应用。该工作也为其他计算成像技术实现运动解析提供了新思路，有望将三维层析成像、单像素成像、结构光超分辨成像等更多计算成像技术的时间分辨率提升至新的高度。
清华大学精密仪器系博士生高云晖为论文第一作者，曹良才教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学重点基金项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1364/OPTICA.506572
代码链接：https://github.com/THUHoloLab/STRIVER
