AMOLF（荷兰阿姆斯特丹）的研究人员及其高级科学研究中心（ASRC / CUNY；纽约，纽约）合作设计了一种纳米结构表面，能够对输入图像进行实时数学边缘检测操作。这一发现可以提高图像处理的速度并降低能耗，以实现超快速的物体检测和增强现实应用。

图像处理是多种快速发展的技术的核心，例如增强现实，自动驾驶和更一般的对象识别-图像中的边缘检测通常成为图像识别的起点。边缘检测通常通过计算机算法执行，这意味着基本的速度限制和高能耗。或需要大量光学元件的模拟方式。

纳米结构化的超颖表面

AMOLF博士生Andrea Cordaro和他的同事们以全新的方式创建了一个光学超颖表面以透明衬底的形式保持硅纳米棒的阵列。当图像投影到超颖表面上时，透射光形成一个新图像，该图像显示了原始图像的边缘。有效地，超表面对图像执行数学导数运算，这提供了图像边缘的直接探测。

在第一个实验中，将AMOLF徽标的图像投影到超表面上。在超表面的共振波长（726 nm）处，观察到边缘的清晰图像。数学变换的结果是，组成图像的每个空间频率都具有通过超表面的量身定制的透射系数。这种量身定制的传输是光在通过超表面传播时受到复杂干涉的结果。

边缘检测

为了通过实验在图像上演示边缘检测，研究人员通过在透明基材上印刷铬点，制作了版画的缩影版《 Meisje met de parel》（威猛（Vermeer））。如果使用非共振照明（750 nm）将图像投影到超颖表面上，则可以清晰识别原始图像。相反，如果照明具有正确的颜色（726 nm），则在变换后的图像中可以清楚地分辨出边缘。

新的光学计算和成像技术以光速运行，而数学运算本身不消耗任何能量，因为它仅涉及无源光学组件。通过将超颖表面直接放置在标准CCD或CMOS检测器芯片上，可以轻松实现超颖表面，从而为以低成本，低功耗和小尺寸运行的混合光学和电子计算带来了新的机遇。