麻省理工時(shí)間壓縮光學(xué)超快速相機(jī)問世,無限拍攝同場(chǎng)景的不同景深圖像
麻省理工研究人員近日推出一種新型光學(xué)成像技術(shù)。該技術(shù)摒棄傳統(tǒng)的透鏡-折射成像方案,而利用光在光路中的反射時(shí)間差成像。該技術(shù)使得相機(jī)具有時(shí)間或景深敏感性,而傳統(tǒng)光學(xué)相機(jī)不可能做到這一點(diǎn)。 特別地,研究人員基于該技術(shù)推出一款超快速“條紋相機(jī)”,只需極短的快門時(shí)間就可以成像。超快速相機(jī)在高速攝影、無需把書翻開的掃描儀、3D 攝影等領(lǐng)域獲得應(yīng)用,但目前的超快速相機(jī)都依賴于傳統(tǒng)光學(xué)原理,因此存在諸多局限性。例如,必須用折射透鏡組搭建很長(zhǎng)的光路。 MIT Media Lab 將論文發(fā)表在本周的《自然·光學(xué)》期刊上,并描述了具體的方法:讓光子在相機(jī)中來回反射,每次反射,一個(gè)超快速傳感器會(huì)生成一幅圖像。這樣,可以獲得同一場(chǎng)景的一系列圖像,每幅圖像的生成時(shí)間不同,且景深也不同。研究者將這種技術(shù)稱為“時(shí)間壓縮光學(xué)”。 圖丨論文第一作者 Barmak Heshmat 表示,時(shí)間壓縮光學(xué)技術(shù)的核心思想是用時(shí)間來換取空間:相機(jī)在不同時(shí)刻拍攝到的照片,等效于傳統(tǒng)相機(jī)在不同距離對(duì)同一場(chǎng)景拍攝到的照片。對(duì)這些照片進(jìn)行處理,將獲得傳統(tǒng)相機(jī)無法達(dá)成的特性。(來源:Pixabay) 時(shí)間壓縮光學(xué)技術(shù)利用一組放置在透鏡和傳感器之間的平行的半反射鏡,在光每次反射時(shí),“壓縮”光所走過的距離。 作者介紹了基于時(shí)間壓縮光學(xué)技術(shù)的 3 種深度敏感成像設(shè)備,這些“渡越時(shí)間”相機(jī)通過測(cè)量光子從場(chǎng)景到傳感器的時(shí)間,來估計(jì) 3D 場(chǎng)景的深度。 論文的其他作者包括麻省理工計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室研究生 Matthew Tancik,MIT Media Lab 相機(jī)文化研究組博士生 Guy Satat,相機(jī)文化研究組負(fù)責(zé)人兼媒體藝術(shù)和科學(xué)副教授 Ramesh Raskar。 |