MIT mempercepat kamera satu piksel tanpa lensa futuristik hingga 50 kali lipat

Pengambilan gambar dengan MIT

Secara tradisional, kamera mencapai resolusi dengan menyebarkan banyak piksel ke seluruh ruang - permukaan sensor. Mereka juga menggunakan lensa untuk memfokuskan gambar pada sensor itu. Pencitra piksel tunggal mengubah pendekatan ini di kepalanya, dengan menggunakan cahaya berpola acak untuk menerangi pemandangan, dan merekam hasilnya hanya pada satu piksel. Dengan mengulangi proses ini berkali-kali, dimungkinkan untuk menggunakan pencitraan komputasi untuk membuat foto tradisional dari adegan aslinya.

Penginderaan tekan memungkinkan kamera tanpa lensa

Satu properti menarik dari kamera penginderaan kompresi - yang menggunakan jumlah piksel terbatas melalui apertur khusus, atau dalam hal ini, hanya satu piksel - adalah kamera tidak memerlukan lensa. Setiap piksel hanya merekam jumlah iluminasi yang dipantulkan yang melewati apertur dan mendarat di atasnya selama setiap interval pencahayaan. Karena lensa sering kali merupakan komponen sistem pencitraan terbesar, terberat, dan termahal, solusi yang menghilangkan kebutuhan akan lensa sangat menarik. Sisi negatifnya adalah diperlukan ratusan atau ribuan pengambilan individu untuk menghasilkan gambar akhir dengan kualitas yang wajar. Artinya, prosesnya lambat, dan hanya cocok untuk subjek yang stabil.

Kamera piksel tunggal bahkan dapat digunakan untuk membuat gambar 3D seperti ini



Mengapa penginderaan tekan itu penting

Jelas, untuk sebagian besar aplikasi, kamera dan lensa tradisional sangat bagus. Namun di lingkungan yang keras, membutuhkan lensa menciptakan tantangan desain. Dan untuk aplikasi cahaya yang tidak terlihat, sensor resolusi rendah dapat lebih mudah dibuat. Aplikasi praktis penginderaan tekan kemungkinan akan menggunakan lebih dari satu piksel. Tetapi model piksel tunggal telah menjadi semacam tolok ukur di antara para peneliti untuk mengetahui keadaan seni dalam penelitian.

Di antara kasus penggunaan untuk penginderaan tekan adalah pencitraan medis. Mahalnya biaya peralatan dan efek samping negatif dari paparan radiasi yang berkepanjangan berarti bahwa meminimalkan jumlah informasi yang perlu ditangkap, dan memaksimalkan jumlah yang dapat direkonstruksi secara komputasi, sangatlah berharga.

Menambahkan waktu penerbangan membuat prosesnya 50 kali lebih cepat

Desain awal Rice University untuk pencitraan piksel tunggal membutuhkan ribuan eksposur. Peneliti dari MIT's Media Lab telah menerbitkan hasil yang menguranginya dengan faktor 50 - mungkin hanya puluhan gambar. Mereka mencapai ini dengan menggunakan denyut cepat cahaya dan sensor waktu penerbangan untuk merekam saat mereka kembali ke kamera. Itu memberi mereka data deret waktu untuk setiap pulsa, yang terdiri dari pantulan dari semua elemen pemandangan pada jarak tertentu. Hasilnya, mereka mendapatkan lebih banyak informasi untuk digunakan dalam komputasi daripada jika mereka hanya merekam total cahaya yang dipantulkan dari tempat kejadian. Menggunakan time of flight sensing untuk mengambil gambar bukanlah hal baru, tetapi tim di MIT mengatakan bahwa pendekatan mereka untuk menggabungkannya dengan penginderaan tekan dan cahaya terstruktur adalah hal baru (meskipun saya menemukan makalah yang diterbitkan di Nature sekitar waktu yang sama yang membahas penggunaan teknologi tersebut dengan cara yang sama).

Untuk mencapai hal ini membutuhkan beberapa perangkat keras kelas atas, termasuk waktu picosecond akurat sensor penerbangan. Namun, hal itu kemungkinan besar akan berubah. Misalnya, saya melihat file proyek yang mengesankan di Stanfordyang menggunakan cermin mikro yang jauh lebih murah, ditambah dengan modulasi amplitudo, untuk menciptakan efisiensi serupa dalam pengambilan gambar dengan biaya yang jauh lebih rendah.

Untuk desain kamera esoterik lainnya, baca artikel kami tentang salah satu yang pada dasarnya bisa melihat dalam kegelapan.

Catatan: MIT menggunakan istilah 'penginderaan terkompresi' untuk menggambarkan teknologi ini, alternatif dari 'penginderaan tekan'. Kamu bisa membaca Pengumuman MIT, serta versi sebelumnya dari makalah MIT tentang penggunaan waktu penerbangan dengan penginderaan tekan.

(Gambar milik para peneliti)

Copyright © Seluruh Hak Cipta | 2007es.com