Глаз насекомого вдохновил ученых на создание суперкамеры
Исследователи из Корейского института передовой науки и технологий разработали недорогую и высокоскоростную камеру, которая работает лучше обычных аналогов в условиях слабого освещения и при съемке быстрых движений. Новая технология, вдохновленная глазами насекомых, сочетает сложную структуру с инновационными алгоритмами обработки изображений. Результаты опубликованы в Science Advances.
Глаза насекомых устроены так, что могут одновременно видеть множество движущихся объектов, даже в темноте. Они накапливают свет и интегрируют сигналы во времени, чтобы определить движение.
Этот принцип лег в основу новой камеры, созданной под руководством профессоров Ки-Хун Чжон и Мин Х. Кима. Она имитирует зрение насекомых, применяя множественные оптические каналы, которые работают параллельно. Каждый кадр захватывается из разных временных интервалов, а свет накапливается, что увеличивает четкость изображения даже в условиях слабого освещения.
Технология позволяет обнаруживать объекты, которые в 40 раз менее яркие, чем те, что видят обычные высокоскоростные камеры, а также фиксировать движения в 9 раз быстрее. Скорость съемки достигает 9120 кадров в секунду благодаря технике «разделения каналов». Это намного быстрее стандартных датчиков изображения. Алгоритм восстановления устраняет размытие, возникающее при быстрой съемке, что позволяет получать четкие изображения. Несмотря на высокую производительность, камера имеет толщину менее миллиметра, что делает ее компактной и удобной для использования в различных устройствах.
В эксперименте камера фиксировала вращающуюся пластину со скоростью 32,5 оборота в секунду при тусклом свете, разделенную на шесть различных цветовых спектров. Камера зафиксировала даже точный отрезок пластины, а именно ее световой спектр. Для сравнения, лопасти мощного домашнего вентилятора вращаются со скоростью 15–25 оборотов в секунду, а скорость взмахов крыльев бабочки 15-20 раз в секунду.
Разработчики уверены, что технология найдет применение в медицине, системах видеонаблюдения и мобильных устройствах. Они также планируют улучшить алгоритмы обработки для создания 3D-изображений и съемки с ультравысоким разрешением.
