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全新无镜头相机一次曝光即可拍摄 3D 深度照片

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发表于 2022-9-15 18:00:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
来自加州大学戴维斯分校的两名研究人员创造了一种相机,该相机使用微透镜阵列和新的图像处理算法在单次曝光中捕捉 3D 照片。杨伟建博士和博士生冯天说,由于相机能够从现有数据中学习如何以数字方式重建 3D 场景,它可以实时生成这些图像,Phys报道
“我们认为我们的相机无镜头,因为它用由柔性聚合物制成的薄而轻的微透镜阵列取代了传统相机中使用的大块镜头,”杨说。
“因为每个微透镜都可以从不同的视角观察物体,所以它可以完成复杂的成像任务,例如从被靠近相机的物体部分遮挡的物体中获取 3D 信息。”
两人表示,相机对于为机器人提供 3D 视觉特别有用,这反过来又可以让它们更好地导航空间或执行复杂的任务,例如操纵小物体或精细物体。

“它还可用于获取丰富的 3D 信息,为游戏、娱乐或许多其他应用中使用的 3D 显示器提供内容,”Yang 补充道。
微透镜阵列由 37 个较小的透镜组成,分布在直径仅为 12 毫米的区域内。该阵列捕获整个场景,然后“简单而强大”的物理感知深度学习模型深度解析实时逼真的重建。
3D成像实验。(a) 由手机摄像头拍摄的多距离排列的物体图像。(b) 使用微透镜阵列的无透镜 3D 相机捕获的图像。(c)-(e),在多个重新聚焦的距离处未经训练、训练和增强的重建。(f)-(h),(c)-(e) 中白色虚线框的放大视图。重新聚焦的距离在面板 (c) 中标记。这些玩具公仔是来自 Nickelodeon 的角色,由 Ginsey Home Solutions 制造。已从 Nick.com 和 Ginsey Home Solutions 获得了发布这些玩具人偶图像的许可。
“我们的无透镜成像仪不需要校准点扩散函数,并且能够解决深度和‘透视’不透明障碍物被阻挡的图像特征,从而在计算成像中得到广泛应用,”发表在Optica上的研究论文解释说.
生成的图像可以重新聚焦到不同的深度和距离,相机还可以创建深度图,研究人员确认该深度图与测试对象的实际排列一致。
“在最后的演示中,我们展示了我们的相机可以对不透明障碍物后面的物体进行成像,”杨说。“据我们所知,这是使用无镜头相机对不透明障碍物后面的物体进行成像的首次演示。”

两位研究人员目前正在改进该系统以减少伪影和错误,然后将致力于将该系统小型化,使其小到足以放入智能手机中,从而大大扩展其可用性。




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