מצלמת AI זעירה לוכדת תמונות צבע בתלת ממד

image provided by pixabay

This post is also available in: English (אנגלית)

חוקרים ממכון קרלסרוהה לטכנולוגיה בגרמניה פיתחו מצלמה מולטיספקטרלית קומפקטית באמצעות מדפסות הזרקת דיו המבוססות על הדמיה ספקטרלית תלת-ממדית, המסוגלת לסייע בסיווג אובייקט וחומרי.

עד כה היו דרושים התקנים מרובים או הליכי סריקה מסורבלים וארוכים כדי ללכוד את המידע המרחבי והספקטרלי הדרוש לתהליך זה. "מצלמת שדה אור" חדשה זו מתמודדת האתגר על ידי לכידת מידע תלת-ממדי ונתונים ספקטרליים בו-זמנית בתמונה אחת.

מנהיג צוות המחקר אולי לממר (Uli Lemmer) אמר כי למיטב ידיעתם, זוהי "הגרסה המתקדמת והמשולבת ביותר של מצלמת שדה אור רב-ספקטרלית". בנוסף דיווח כי הם שילבו אותה עם שיטות AI חדשות לשחזור תכונות העומק והספקטרלי של הסצנה כדי ליצור מערכת חיישנים מתקדמת לרכישת מידע תלת-ממדי.

על פי Interesting Engineering, מצלמות שדה אור הן התקני הדמיה מיוחדים שיכולים ללכוד הן את הכיוון והן את העוצמה של קרני האור, ולאחר מכן משתמשות בעיבוד חישובי כדי לשחזר מידע של תמנוה תלת-ממדית מן הנתונים שנאספו. מצלמות אלה משתמשות בדרך כלל במערכי microlens המיושרים עם הפיקסלים של שבב מצלמה ברזולוציה גבוהה.

החוקרים יצרו את המכשיר החדש באמצעות הדפסת הזרקת דיו (inkjet printing) כדי ליצור מצלמת שדה אור מולטיספקטרלית. הם השתמשו בטיפת חומר אחת כדי ליצור כל עדשה בודדת בצד אחד של שקופיות מיקרוסקופ אולטרה-דקות, ואז הדפיסו מערכי מסנן צבע בצדן הנגדי. אז הם שילבו את הרכיב האופטי שנוצר לתוך שבב מצלמת CMOS.

שיטת ההדפסה של הזרקת דיו הפחיתה באופן משמעותי את מורכבות הייצור ושיפרה את היעילות. החוקרים גילו גם כי גישה המבוססת על למידה עמוקה הייתה היעילה ביותר בחילוץ המידע הרצוי ישירות מהמדידות שהושגו.

החוקרים בדקו את המצלמה על ידי כך שצילמו סצנה המכילה אובייקטים תלת-ממדיים צבעוניים במרחקים שונים. לאחר מכן הם אימנו ובדקו את אלגוריתם שחזור התמונה באמצעות תמונות מולטי-ספקטרליות סינתטיות ואמיתיות. המצלמה פעלה טוב יותר מהצפוי, ויכלה, למשל, להבחין בין אובייקטים שונים על סמך הרכבם הספקטרלי ומידע העומק שלהם מתוך תצלום יחיד.