Technológia

Az új kamera a sarkok körül is lát

Az elmúlt néhány évben az egypixeles kamerák forradalmasítani kezdték a képalkotás területén. Ezek az ellentmondásos eszközök nagy felbontású képeket készítenek egyetlen pixel segítségével a fény érzékelésére. Nincs szükségük objektívekre, a képen nincs olyan torzítás, amit az objektívek produkálnak, és a teljes kép mindig fókuszban van. A fizikusok filmek, sőt háromdimenziós képek készítésére használták őket.

az adhd neurológiai rendellenesség

És ez felvet egy érdekes kérdést: mennyivel többet tudnak ezek az eszközök?

Ma egyfajta választ kapunk Bin Bai és társai munkájának köszönhetően a kínai Xi'an Jiaotong Egyetemen, akik egyetlen pixeles kamerát építettek, amely a sarkokon is átlát. Új készülékük akkor is képes tárgyakat fényképezni, amikor azok nincsenek közvetlen látószögben.

A technika hasonló a többi egypixeles kameránál használthoz. A trükk az, hogy először véletlenszerűvé kell állítani a pixel által észlelt fényt, rögzíteni a kapott fényintenzitást, majd ezt a folyamatot több ezerszer megismételni.

Könnyű azt gondolni, hogy ez a véletlenszerűsítés még megnehezíti a képalkotás feladatát, de ez fordítva is igaz.

A véletlenszerűsítési folyamat minden alkalommal megváltoztatja a fény intenzitását, amikor a pixel rögzíti azt. Ezek az intenzitásbeli különbségek nem véletlenszerűek, hanem a pixel előtti jelenettel korrelálnak. Tehát egy kép létrehozása egyszerűen csak az adatbányászat kérdése, hogy megtaláljuk a korrelációt. És minél több adatot gyűjtenek össze, annál jobb lesz a kép.

Tehát a fény intenzitásának sokszori rögzítésével egyetlen pixelből is lehet nagy felbontású képet készíteni.

Bin és társai így használták a kamerájukat, hogy benézzenek a sarkok körül. Ez alatt azt értik, hogy egy falról szétszórt tárgy fényével készítettek képet. A pixel rögzíti a szórt fényt, de nem látja közvetlenül a tárgyat.

A beállítás egyszerű. A csapat azzal kezdi, hogy megvilágít egy játékrepülőt egy fénysugárzó fénnyel, amely megvilágított négyzetek véletlenszerű mintáját vetíti ki. Ez a véletlenszerű minta minden expozíciónál megváltozik.

A repülőgép egy fehér diffúz fal mellett van, amely egyetlen pixel felé szórja a fényt, amely egyébként nem látja a repülőgépet. Ez a pixel rögzíti a falról érkező fény intenzitását. A csapat mintegy 50 000-szer megismétli ezt a képalkotási folyamatot. Végül a csapat egy adatbányászati algoritmust használ az eredményül kapott adatkészlet összetörésére és az itt látható sík képének elkészítésére.

ki találta fel a televíziót?

Az eredmények lenyűgözőek. Minden eredmény azt mutatja, hogy az egypixeles kamera képes leképezni a diffúz objektumot, ha a kamera nem tud közvetlenül ránézni az objektumra, mondjuk Bin és társai.

A repülőgép jól látható a képen, és a csapat szerint további fejlesztések lehetségesek, például az algoritmus optimalizálásával és a négyzetek méretének csökkentésével a kivetített fény véletlenszerű mintájában. Amikor a foltos minták mérete kisebb lesz, a kép felbontása nagyobb lesz, mondjuk Bin és társai.

Érdekes kérdés, hogy milyen gyorsan lehet 50 000 képet készíteni, ez ugyanis jelentős határt szab annak, hogy a kamera hogyan tud mozgó tárgyakat leképezni.

A kínai csapat nem javasol potenciális alkalmazásokat az eszközhöz, de nem nehéz kitalálni, hogyan lehetne használni. Az egypixeles kamerák kicsik, egyszerűen elkészíthetők és olcsón megépíthetők.