Исследователи МТИ сообщили о создании технологии, в 50 раз повышающей эффективность метода получения и восстановления сигнала, известного как compressed sensing. В случае однопиксельных камер без линз число экспозиций снижается с тысяч до десятков.
Привлекает в системах с compressed sensing то, что им, в отличие от обычных фотоаппаратов и видеокамер, не нужны линзы, поэтому их можно применять в экстремальных условиях или при съемках за пределами видимого спектра.
«Раньше для формирования изображения требовались линзы, которые размечали пиксели в пространстве для сенсоров, и все было точно сконструировано и структурировано, — говорит Гай Сатат, главный автор статьи. — С появлением цифровых изображений мы начали задаваться вопросом: так ли необходимы линзы? Должен ли сенсор быть структурированным массивом? Сколько пикселей должно быть у сенсора? Достаточно ли одного? Эти вопросы разрушили базовую идею того, что такое камера».
Compressed sensing — это новая методика получения большого объема информации из сигнала. Но использовать ее для получения изображений пока не эффективно — такая однопиксельная камера потребует тысяч экспозиций, чтобы добиться нужной четкости.
В статье, опубликованной в журнале IEEE Transactions on Computational Imaging, Сатат и его коллеги представили теоретический анализ технологии compressed sensing, при которой скорость отражения света от объектов фиксируется сверхбыстрым сенсором. Анализ показывает, что эта методика позволяет эффективно получать информацию о визуальной сцене при разном разрешении и с разным числом сенсоров.
Также исследователи описали процедуру минимизации числа экспозиций и сравнили производительность своего алгоритма с существующими аналогами. В дальнейшем ученые собираются собрать прототип однопиксельной камеры без линз, который позволит проверить их теории на реальных данных, пишет EurekAlert.
Создано лекарство от старости и для полетов на Марс
Идеи
В феврале американские ученые впервые создали миниатюрную камеру с функцией фовеального зрения, имитирующую глаз орла, когда максимально четко видно то, что в центре, а то, что по краям, расплывается. Подобные технологии могут использоваться в создании систем наблюдения дронов, оптических сенсоров и в эндоскопии.