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MIT研究团队结合深度传感器和信号处理研发出廉价防反光照相机
爱因斯坦 2016-03-28
导语

通常情况下我们透过玻璃拍摄的照片都会因为高楼周围反射的眩光出现很差的成像效果。麻省理工大学实验室的摄像文化专研组于今日研制出了一项即使透过玻璃也可以让摄像机拍出清晰照片的方法。

图:透过玻璃拍摄的照片因为周围反射成像效果很差,如何才能消除这些反射?

通常情况下我们透过玻璃拍摄的照片都会因为高楼周围反射的眩光出现很差的成像效果。近年来,计算机科学家一直在研究如何从透过玻璃拍摄的数码照片中去除反射的技术。一些科学家尝试利用光的偏振来消除玻璃的反射;还有其他一些人,比如麻省理工学院的研究人员,已经意识到一块玻璃会产生两个相互稍微偏移的反射,而不是一个。


麻省理工大学(MIT) 实验室的摄像文化专研组(研究组主页)于今日研制出了一项即使透过玻璃也可以让摄像机拍出清晰照片的方法。该团队开发的系统首先会将光束照射到需要拍摄的物体上,并且同时计算光束到达到物体以及反射光的时间。在该系统的早期迭代试验中该研究小组使用的是一款高速扫描照相机。之后,他们通过技术改进和设备改装将一个日常都可以找到的廉价摄像头改装成了实验设备。

“实际上,你不可能让一个摄像头分离出多重反射,”Ayush Bhandari(个人主页),麻省理工学院媒体实验室的博士研究生,也是该研究的主要参与者表示。 “这将意味着你的视频拍摄必须很快,快到超过了光的速度,这在物理上是不可能的。那么,我们有什么诀窍啦?我们使用了傅立叶变换。“(傅立叶变换:在信号处理中无处不在,是一种可以将信号分解成其许多组成频率的方法。)

图:麻省理工大学(MIT) 实验室的摄像文化专研组于今日研制出了一项即使透过玻璃也可以让摄像机拍出清晰照片的方法

每一个傅立叶分解的频率有两个特征属性。一个是它的幅度,表示该频率对于总信号的贡献。另一特征属性是相位,它描述了波峰偏移。不同的相位偏移会产生非常不同的总信号。

如果两个光信号——一个来自附近的物体反射和一个从更远的物体反射——以稍微不同的时间到达同一个光传感器,它们的傅立叶分解将具有不同的相位。因此测量相位就能计算出光信号的到达时间。

然而,传统的照相机不能测量相位,它只测量光信号的强度。为了测量相位,麻省理工大学的团队与微软研究部门一起合作,确保摄像头可以将光速发射到特定频率的光线以及开发出能够通过不同的深度分离玻璃反射光的算法。

巴黎第七大学物理系教授 Laurent Daudet 表示,MIT 的团队使用了日常消费者可以买到的器材完成项目非常让人欣喜。因为在此之前,所有人都会认为要完成科研项目需要花费重金以及实用硕大的实验室仪器。该系统将迎来更低成本和价格的反眩光功能相机的上市。

文章链接:

TIME-RESOLVED IMAGE DEMIXING

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  • 计算科学
  • 图像分离
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作者 爱因斯坦

科研工作者

北京航空航天大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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