Nauja kamera matosi už kampų

Per pastaruosius kelerius metus vieno pikselio fotoaparatai pradėjo keisti vaizdo gavimo sritį. Šie priešingi intuityvūs įrenginiai sukuria didelės raiškos vaizdus, ​​​​naudodami vieną pikselį šviesai aptikti. Jiems nereikia objektyvų, vaizdai neturi jokių iškraipymų, kuriuos sukuria objektyvai, o visas vaizdas visada yra sufokusuotas. Fizikai juos naudojo kurdami filmus ir net kurdami 3D vaizdus.

Ir tai kelia įdomų klausimą: kiek daugiau gali šie įrenginiai?

Šiandien mes gauname atsakymą dėl Bin Bai ir bendradarbių iš Xi'an Jiaotong universiteto Kinijoje, kurie sukūrė vieno pikselio kamerą, galinčią matyti už kampų. Jų naujasis įrenginys gali fotografuoti objektus net tada, kai jie nėra tiesiogiai matomi.

Technika panaši į naudojamą su kitomis vieno pikselio kameromis. Triukas yra pirmiausia atsitiktinai parinkti šviesą, kurią aptinka pikselis, įrašyti gautą šviesos intensyvumą ir pakartoti šį procesą tūkstančius kartų.

Nesunku manyti, kad dėl šio atsitiktinio pasirinkimo įvaizdžio kūrimas dar labiau apsunkinamas, tačiau yra atvirkščiai.

Atsitiktinės atrankos procesas keičia šviesos intensyvumą kiekvieną kartą, kai pikselis jį įrašo. Šie intensyvumo skirtumai nėra atsitiktiniai, o koreliuojami su scena priešais pikselį. Taigi norint sukurti vaizdą, tiesiog reikia išgauti šiuos duomenis, kad būtų galima rasti koreliaciją. Ir kuo daugiau duomenų surenkama, tuo vaizdas tampa geresnis.

Taigi daug kartų fiksuojant šviesos intensyvumą, galima sukurti didelės raiškos vaizdą su vienu pikseliu.

Štai kaip Bin ir co panaudojo savo fotoaparatą, kad žiūrėtų į apvalius kampus. Jie turi omenyje tai, kad jie sukūrė paveikslėlį naudodami šviesą iš objekto, kuris yra išsklaidytas nuo sienos. Pikselis įrašo išsklaidytą šviesą, bet nemato objekto tiesiogiai.

Sąranka paprasta. Komanda pradeda apšviesti žaislinį lėktuvą šviesa iš spindulio, kuris projektuoja atsitiktinį apšviestų kvadratų modelį. Šis atsitiktinis modelis keičiasi su kiekviena ekspozicija.

Lėktuvas yra šalia baltos išsklaidytos sienos, kuri išsklaido šviesą link vieno pikselio, kuris kitaip negali matyti lėktuvo. Šis pikselis įrašo šviesos intensyvumą nuo sienos. Komanda pakartoja šį vaizdo gavimo procesą apie 50 000 kartų. Galiausiai komanda naudoja duomenų gavybos algoritmą, kad sutraiškytų gautą duomenų rinkinį ir sukurtų čia rodomo plokštumos vaizdą.

Rezultatai įspūdingi. Visi rezultatai rodo, kad vieno pikselio kamera gali atvaizduoti išsklaidytą objektą, kai kamera negali tiesiogiai žiūrėti į objektą, tarkime, Bin ir kt.

Lėktuvas aiškiai matomas vaizde, o komanda teigia, kad galima toliau tobulinti, pavyzdžiui, optimizuojant algoritmą ir sumažinus kvadratų dydį atsitiktiniame projektuojamos šviesos modelyje. Kai taškelių raštų dydis tampa mažesnis, vaizdo skiriamoji geba tampa didesnė, sako Bin ir kt.

Įdomus klausimas, kaip greitai galima padaryti 50 000 vaizdų, nes tai labai apriboja, kaip fotoaparatas gali vaizduoti judančius objektus.

Kinijos komanda nesiūlo galimų įrenginio programų, tačiau nesunku sugalvoti, kaip jį būtų galima panaudoti. Vieno pikselio kameros yra mažos, jas paprasta pagaminti ir pigiai sukonstruoti.

Vienaip ar kitaip, vieno pikselio fotoaparatai turės reikšmingą poveikį netolimoje ateityje.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1612.07120 : Vaizdo kūrimas už kampų naudojant vieno pikselio detektorių, naudojant kompiuterinį vaiduoklio vaizdą

paslėpti