Исследователи сумели реконструировать
3D-изображение объектов, находящихся в условиях экстремально низкого
освещения. Специальная stealth-камера делает снимки практически в
темноте, а многоступенчатый математический процесс удаляет шум, сшивая
информацию о попавших на матрицу камеры отдельных частицах света. Чтобы
создать детальные изображения, инженер-электрик Ахмед Кирмани из
Массачусетского технологического института в Кембридже и его коллеги
разработали алгоритм на основе физики низкой освещенности, которая
принимает во внимание корреляцию между соседними частями освещаемого
объекта.
Исследователи использовали импульсы
низкой интенсивности видимого лазерного излучения. Лазер срабатывал до
тех пор, пока детектор не регистрировал попадание отраженного фотона на
датчик приёмника. Время, необходимое фотону лазера, чтобы преодолеть
расстояние от источника лазера до объекта, в дальнейшем используется в
алгоритме Кирмани для создания его трехмерной структуры. Данная
технология примечательна тем, что для успешного процесса визуализации
необходимы данные всего от 1% фотонов, испускаемых источником освещения.
Поскольку лазер производит свет одной длины волны, получаемое
изображение позволяет получать лишь монохромное изображение, однако
метод способен до некоторой степени распознавать материал, из которого
сделан предмет.
Для моделирования реальных условий
исследователи использовали лампу накаливания, которая создавала крайне
низкое число фотонов. Используя в общей сложности около одного миллиона
фотонов и различные математические алгоритмы, команда сумела получить 3D
изображение человека достаточно высокого разрешения. Для сравнения,
изображение такого же качества, сделанное с помощью камеры мобильного
телефона в условиях офиса потребует несколько сотен триллионов фотонов.
Данная технология открывает новые перспективы в производстве фотокамер, в
том числе для военного и промышленного использования.
Источник
|
