生物工程師造出仿生超級三維相機
美國加州大學洛杉磯分校的生物工程師開發了一類新的仿生3D相機係統,可模仿蒼蠅的多視圖視覺和蝙蝠的自然聲呐感應,從(cong) 而產(chan) 生具有非凡深度範圍的多維成像,還可以掃描盲點。在計算圖像處理支持下,該相機可破譯隱藏在角落或其他物品後麵的物體(ti) 的大小和形狀。這一技術能集成到自動駕駛汽車或醫學成像工具中,其傳(chuan) 感能力遠遠超出當今最先進水平。這項研究發表在《自然·通訊》上。
蝙蝠可通過回聲定位或聲呐的形式將周圍環境的畫麵形象化;昆蟲的複眼則由數百到數萬(wan) 個(ge) 單獨的視覺單元組成,使其從(cong) 多條視線看到同一事物成為(wei) 可能。受到在蒼蠅和蝙蝠中發現的這兩(liang) 種自然現象的啟發,加州大學洛杉磯分校研究團隊設計出一種高性能3D相機係統,該係統具有先進的功能,既能利用這些優(you) 勢,又能克服自然界的缺點。
研究人員開發了一種全新的計算成像框架,首次通過簡單的光學器件和少量傳(chuan) 感器獲得寬而深的全景視圖。該框架被稱為(wei) “緊湊型光場攝影”(CLIP),使相機係統能以擴展的深度範圍“看到”物體(ti) 周圍。在實驗中,研究人員證明該係統可“看到”傳(chuan) 統3D相機無法發現的隱藏物體(ti) 。
研究人員還使用了LiDAR(光檢測和測距)技術,其中激光掃描周圍環境以創建該區域的3D地圖。沒有CLIP的傳(chuan) 統LiDAR能拍攝場景的高分辨率快照,但會(hui) 像人眼一樣錯過隱藏的物體(ti) 。
該陣列使用7個(ge) 帶CLIP的LiDAR攝像頭,拍攝場景的低分辨率圖像,處理單個(ge) 攝像頭看到的內(nei) 容,然後在高分辨率3D成像中重建組合場景。研究人員展示了相機係統可對具有多個(ge) 對象的複雜3D場景進行成像,這些對象都設置在不同的距離處。
研究人員稱,CLIP幫助相機陣列以類似的方式理解隱藏的內(nei) 容。結合激光雷達,該係統能夠實現蝙蝠回聲定位效果,因此可通過光線反射回攝像頭所需的時間來感知隱藏的物體(ti) 。(張夢然)
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