This post is also available in:
English (אנגלית)
טכניקות למידה עמוקה מקדמות את איכות התמונה של עדשות זעירות (Metalens) בשיטה שממנפת בינה מלאכותית לחידוש ושיפור תמונות, מה שהופך אותן לשימושיות עבור מגוון תחומים רחב, החל מיישומי מיקרוסקופיה מורכבים ועד לשימוש במצלמות של מכשירים ניידים.
צוות מדענית באוניברסיטת דרום מזרח סין השתמש ברשת AI עצבית רב-מערכתית כדי לשפר את הרזולוציה, הניגודיות והעיוות בתמונות שצולמו על ידי מצלמה זעירה (באורך 3 ס"מ בלבד) שהם פיתחו המשלבת באופן ישיר חיישן מתכת על גבי שבב הדמיה CMOS. הצוות מדווח כי גישה זו יכולה לשפר באופן משמעותי את רזולוציית ההדמיה, הניגודיות והעיוות, מה שמוביל לשיפור משמעותי באיכות התמונה הכוללת.
על פי הנדסה מעניינת, מטא-עדשות הינן התקנים אופטיים דקים מאוד (לעתים קרובות עוביים מספר אטומים בלבד) השולטים אור באמצעות ננו-מבנים, אשר גודלם הזעיר מאפשר יצירת מצלמות קלות וקומפקטיות להפליא ללא צורך בעדשות אופטיות קונבנציונליות. עם זאת, קשה להשיג איכות תמונה מספקת עם החלקים האופטיים האלה בלבד.
לאחר מכן הצוות פיתח שיטת דימות באיכות גבוהה באמצעות למידה עמוקה כדי להתמודד עם אתגרים אלה – למידה עמוקה משתמשת ברשתות עצביות מלאכותיות עם שכבות מרובות כדי ללמוד באופן אוטומטי תכונות מנתונים ולקבל החלטות מורכבות או תחזיות. החוקרים השתמשו במודל הדמיה קונבולוציונית כדי לייצר מערך נתונים גדול של זוגות של תמונות באיכות גבוהה ובאיכות נמוכה, אשר שימשו לאימון רשת עצבית קונבולית בקנה מידה רב. הדבר מאפשר לרשת לזהות את המאפיינים של כל סוג תמונה ולהפוך תמונות באיכות נמוכה לתמונות באיכות גבוהה.
לאחר מכן, החוקרים יישמו את שיטת הלמידה העמוקה החדשה על 100 תמונות בדיקה כדי לאמת אותה, תוך בחינת יחס שיא של אות לרעש ומדד הדמיון המבני (שני מדדים נפוצים בעיבוד תמונה). הם דיווחו כי חל שיפור ניכר בשני האמצעים עבור התמונות שהרשת העצבית ניתחה, והדגימו כיצד השיטה יכולה לייצר נתוני תמונה באיכות גבוהה במהירות ובקרבה למה שנצפה ישירות באמצעות ניסויים.
הם מדווחים כי הם מתכננים כיום מתכות עם פונקציות מתקדמות (כמו צבע ודימות בזווית רחבה) והם מפתחים שיטות רשת עצביות כדי לשפר את איכות ההדמיה של מתכות מתוחכמות אלה.
צוות המדע מדגיש כי על מנת להפוך את הטכנולוגיה הזו ברת קיימא לשימוש מסחרי (כמו השימוש בהם במצלמות סמארטפונים), יש צורך בטכניקות הרכבה חדשות ותוכנה לשיפור איכות התמונה המותאמת במיוחד למכשירים ניידים.
