Создана система формирования изображений без оптики

Специалисты Bell Labs представили экспериментальное устройство формирования изображений, в котором отсутствует традиционная оптическая система. Результаты исследования обнародованы в статье Lensless Compressive Sensing Imaging, опубликованной на сайте Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США).

Экспериментальная камера (здесь и ниже изображения Bell Labs)

Прототип камеры использует так называемую методику сжатия измерений (Compressed Sensing). Ее суть в получении и восстановлении сигнала на основе знаний о его предыдущих значениях, которые разрежены или сжаты. Основная идея состоит в том, что есть некоторая структура и избыточность в большинстве интересующих сигналов. Это позволяет точно восстановить изображение даже в том случае, если имеющиеся данные считаются недостаточными в соответствии с теоремой Котельникова.



У устройства Bell Labs довольно простая конструкция. Оно состоит из ЖК-панели, играющей роль массива апертур для пропускания света, и единственного сенсора, который может регистрировать три цвета. Во время съемки происходит случайное открытие ряда апертур. Затем открывается другой набор апертур, и так далее. Полученные фрагменты являются взаимосвязанными, поскольку снимается одна и та же сцена. На основе этих данных осуществляется восстановление всего изображения.


 
В ходе опытов специалисты Bell Labs получили изображение стопки книг, использовав лишь четверть информации, которая могла бы быть записана.

К достоинствам системы разработчики относят дешевизну примененных компонентов, отсутствие оптики и небольшое количество данных, необходимых для формирования изображений. Кроме того, вся сцена оказывается в фокусе. Предполагается, что в перспективе новая методика может революционизировать съемку в диапазонах инфракрасных и миллиметровых волн. Технология также может пригодиться в системах видеонаблюдения.