Pixelenként egyetlen foton is elég az új 3D-kamerának
Sötétben is látó 3D kamerát fejlesztettek ki kutatók Cambridge-ben. Megoldásuk a képalkotáshoz pixelenként mindössze egyetlen fotont használ, a végeredményt pedig algoritmusok segítségével állítja össze, így hagyományos fotondetektorokkal is működik.
Csaknem teljes sötétségben is képes háromdimenziós képet rögzíteni az Ahmed Kirmani, a Massachusetts Institute of Technology szakértője és kollégái által Cambridge-ben kifejlesztett érzékelő. A technológia pixelenként mindössze egyetlen fotonnal dolgozik, a képinformációkat pedig matematikai algoritmusok segítségével gyűjti be. A kutatók új fejlesztése segítségével olyan érzékeny biológiai rendszerek is vizsgálhatók, mint például az emberi szem, amelyet károsítana az erős megvilágítás - de a katonai megfigyelésben is komoly szerepet játszhat, az új generációs, alacsony fényviszonyok között működő kémkamerák kifejlesztésében.
Hagyományos érzékelő, új algoritmusok
Ahhoz, hogy képalkotás az egyesével begyűjtött fotonok segítségével is megvalósítható legyen, Kirmani és csapata egy olyan algoritmust fejlesztett ki, amely az adott tárgy egyes jobban megvilágított területei alapján határozza meg a velük szomszédos, sötétebb részek felszínét. A kutatók szerint nem találtak fel új fotondetektort, módszerük gyakorlatilag bármilyen hagyományos érzékelővel megvalósítható, amennyiben a képalkotáshoz általuk fejlesztett algoritmust használják.
Hello, itt az idei SYSADMINDAY! Szabadtéri helyszínen idén is megrendezzük a hazai Sysadmindayt. Melós hónapok után ez egy jó lehetőség, hogy találkozzunk barátokkal, kollégákkal.
A csapat a kísérlet során alacsony intenzitású lézerimpulzusokat használt a vizsgált tárgy beszkenneléséhez. A lézer mindaddig világított a kijelölt területre, míg arról egy darab foton vissza nem verődött az érzékelőre - minden egyes ilyen módon megvilágított rész, egy pixelért felelt a képen. A mélységinformációkat a rendszer a fotonok visszaérkezésének ideje alapján határozza meg, ami bevett módszer a háromdimenziós képalkotásnál, Kirmaniék megoldása azonban mindezt a jelenleg használt berendezések működéséhez szükséges minimális fotonszám alig századrészével teszi.
A háttérzajt is képes kiszűrni
A technológia segítségével egyelőre csak monokróm képek állíthatók elő, mivel az egyféle hullámhosszú fényt alkalmaz, ugyanakkor képes megkülönböztetni az eltérő anyagokat, a visszaverődő fotonok gyakorisága alapján, továbbá a sötétebb területekről is elmondható, hogy átlagban több kibocsájtott fényre van szükség ahhoz, hogy egy foton sikeresen visszaverődjön.
A teszt során ráadásul hagyományos izzóval felszerelt lámpát is alkalmaztak, amely nagyjából a lézer által kibocsátottal nagyjából azonos számú háttérfotont generált. A csapat algoritmusaival a háttérzajt is sikerült kiszűrni, egy nagy felbontású 3D kép létrehozásához pedig összesen egymillió fotont használtak fel. Viszonyításképpen, egy mobiltelefonnal készített fényképhez átlagos körülmények között néhány száz billió fotonra van szükség.