Hlavní navigace

Jednopixelový fotoaparát

Sdílet

Jozef Šmihuľa 3. 10. 2006

Výskumníci z Rice univerzity v Houstone vyvinuli technológiu digitálneho fotoaparátu, ktorá k snímaniu obrazu využíva jediný pixel – compressive sensing.

Svetlo zachyteného obrazu sa premieta na pole so stovkami tisícok mikrozrkadiel, ktoré sú ovládané čipom. Z poľa mikrozrkadiel sa svetlo odráža do šošovky, ktorá sústreďuje informáciu do jedného bodu – jednopixelového snímača. Tento snímač teda zachytí svetlo zmiešané zo všetkých odrážaných bodov.

Problémom je, že súčasný prototyp pracuje s maximálnym rozlíšením ešte len 128×128 bodov.

(Zdroj: dsp.ece.rice.edu)

Našli jste v článku chybu?
  • Aktualita je stará, nové názory již nelze přidávat.
  • 3. 10. 2006 20:35

    garabik
    História sa opakuje, po Nipkowovom kotúči prišli presne takéto systémy, než boli definitívne vytlačené ikonoskopom.
  • 3. 10. 2006 22:05

    Karel (neregistrovaný)
    Podle článků a odkazovaných informací mi přijde, že se jedná o staré známé samplování. To je dlouho známá technika a tenhle projekt vypadá, že se ji skupinka studentů a profesorů pokouší oprášit a buď nějak vylepšit, nebo dokázat, že její chyby nejsou pro některé aplikace překážkou.

    O co jde? Svého času se to ukazovalo na příkladu záznamu zvuku. U samplu máte nějakou frekvenci vzorkování (například 11kHz) a máte tak vzorky získané v přesně stanovené periodě. Ty pak proložíte a máte zhruba obraz zvuku. Když to přehrajete, v nějaké kvalitě dané touto frekvencí získáte obraz původního zvuku. Teorie náhodných vzorků pak vychází z toho, že ty vzorky neděláte v přesně dané periodě, ale náhodně (například gaus s odpovídající střední hodnotou). Tento výsledek když proložíte, tak dostanete obecně lepší výsledek, než s přesným vzorkováním. V době, kdy jsem to studoval (1993) to pro mně byla příliš vysoká matematika (vlastně statistika) a tak jsem tomu mohl jen věřit. Od tohoto principu je jen krůček k opačné aplikaci - když se stejným počtem vzorků mám lepší kvalitu, pak stejnou kvalitu bych měl být schopen dosáhnout s nižším počtem vzorků. A to je ta věc - komprese.

    Podle toho, co píšou na stránkách tohoto projektu se stejný princip pokouší použít na grafiku. Zaznamenají náhodně několik pixelů a dokáží podle toho získat kvalitní obrázek. Aby u každého pixelu nemuseli zapisovat kde je (souřadnice, náhodně zvolené), mají jakousi matici, které je vygenerována náhodně, zapíše se a uloží a pak se používá (není to z textu zřejmé, ale asi to realizují sadou "zrcátek" nebo tak nějak). Výsledkem je omezená množina pixelů, ze které "restaurují" původní obrázek.

    Oproti metodě pevného rastru netrpí tato metoda systematickými chybami a při měření reálných veličin (spojité signály apod.), na které funguje Fourierova transformace, dosahuje lepších výsledků. Důkaz je v teorii statistiky, která zavání spíše černou magií. Zjednodušeně řečeno se spočítá rozložení chyb (tvar, střední hodnota, rozptyl) transformace z pravidelně samplovaných dat a porovná se s rozložením chyb z náhodně generovaných dat - a vyjde, že na obdobnou chybu jakou má pravidelné rozložení stačí mnohem menší množství dat náhodných. Reálnou výhodou je, že můžete skládat více obrazů na sebe a tím výsledek zlepšovat. Každý pixel výsledek o něco zpřesní.
  • 3. 10. 2006 22:27

    Clock (neregistrovaný)
    Nevyhody: sum se zesiluje pri zpetnem vypocitavani obrazu z tech namerenych dat. Senzor je sice levny, ale pole mikrozrcatek je drahe. Kdyz se predmet pohybuje, obraz se uplne rozsype. Vyzaduje narocne vypocty na DSP (CCD nevyzaduje nic - obraz se jen precte a je hotovy). Ztraci se na svetelnosti pomerem kolik pixelu je najednou rozsvicenejch pri tom mereni, takze se zbytecne a nevratne zvysuje sum pri foceni ve tme.

    Chape nekdo jake to ma vyhody? Me se na zadne prijit neprislo.
  • 4. 10. 2006 8:53

    Tomas (neregistrovaný)
    Chape nekdo jake to ma vyhody? Me se na zadne prijit neprislo.

    Na www.root.cz se o nich objevila zprávička.

  • 4. 10. 2006 9:07

    bez přezdívky
    Jestli jsem to pochopil spravne, tak nebude potreba dalsi optika, cili se muze podstatne snizit tloustka kamer na mobilnich zarizenich a nevim jestli se tim nebude rovnou realizovat ztratova komprese....
  • 8. 10. 2006 13:53

    Karel (neregistrovaný)
    Podle článku má jít o ztrátovou kompresi rovnou při snímání. Tedy vyhnout se "ztrátovému" sejmutí obrazu a následné ztrátové kompresi. A tedy využití ve fotoaparátech mně docela rozesmává. Jednoduchá optika a ukrutně citlivé zrcátko :-)