Ziel der Forscher für Single-Pixel-Kamera

Stellen Sie sich eine digitale Kamera, die nicht nur weniger Energie und Platz nimmt, sondern auch Nachtsicht-Bilder sowie übernehmen.

Eine Digitalkamera, die Datensätze Bilder im infraroten und ultravioletten sowie den sichtbaren Bereich arbeiten konnte mit nur einem Einzelpixel-Lichtsensor, im Gegensatz zu den Megapixel-Sensoren Digitalkameras jetzt beschäftigen.

Diese ein-Pixel-Kamera könnte weniger Kraft und nehmen weniger Platz ohne Bilddetails, hinzufügen Forscher.

Herkömmlichen Digitalkameras beschäftigen Arrays von Millionen von Lichtsensoren. Diese arbeiten zusammen, um Bilder als eine Reihe von Punkten, die als Pixel bezeichnet. Das Problem ist, dass all diese Daten sind zu viel, zu speichern, was bedeutet, dass Kompressions-Algorithmen werden häufig verwendet, um Bild-Dateien in der Größe schrumpfen.

"Für eine Sache, diese Kompression wirklich entwässert die Kamera-Akku-Energie" Forscher Richard Baraniuk, Elektroingenieur an der Rice University in Houston, sagte LiveScience. "Es ist auch übertrieben. Sie verwenden 5 Millionen Detektoren in einem fünf-Megapixel-Kamera, aber wegwerfen die meisten der Daten. "

Durchbrüche in der Mathematik in den letzten zwei Jahren ein bizarr eingängig Fortschritt geführt haben, erklärt Baraniuk. Im Wesentlichen, wenn Kameras in einem Bruchteil der Pixel in einer Szene scannen – sagen, 3 oder 4 Prozent oder nur Tausenden von Pixeln – neue Algorithmen können solche Daten und extrapolieren, was das Originalbild wie erschienen. Dadurch kann die Kompression Schritt schneiden und weniger Licht-Detektoren sind erforderlich, die würde zusammen Strom und Platz zu sparen.

Statt mit Tausenden von Detektoren aufzunehmen-Megapixel-Bilder, die die was wiederum ein Fortschritt wäre, Baraniuk mit Elektro-Ingenieur Kevin Kelly und ihre Kollegen nur einen Pixel Detektor verwenden möchten. Im Grunde genommen, anstatt Tausende von Detektoren jeweils gleichzeitig Scannen einer Szenenverlaufs einmal, diese Forscher einen Detektor nutzen, um schnell nach Daten aus Tausenden von Pixeln zu scannen. Die Wissenschaftler präsentieren ihre Erkenntnisse bezüglich des ersten wie ein-Pixel-Kamera am 11. Oktober auf der Jahrestagung der Optical Society of America in Rochester, N.Y.

Neben der Energieeinsparung, erklären die Forscher, dass eine ein-Pixel-Kamera auch verschiedene Arten von Licht neben dem sichtbaren, wie Infrarot erfassen könnte oder Ultraviolett, "damit Sie nette Dinge wie Nachtsicht- oder Low-Light Kameras tun könnten" Baraniuk sagte. Dies würde bedeuten, ein schicker und teurer Lichtempfänger, etwas einfacher zu implementieren, mit Kameras mit nur einem solchen Detektor im Gegensatz zu Tausenden.

In Zukunft werden die Forscher versuchen, die Geschwindigkeit zu steigern, in der ihre Kamera Daten aufzeichnet, um mehr Pixel für Bilder mit höherer Auflösung zu erfassen. Bisher gelangen sie eine Momentaufnahme eines einzelnen Pixels in wenigen Millisekunden auf 3.000 Aufnahmen pro Minute für einen 128 von 128 Pixel großes Bild übertragen bekommen können. Sie hoffen, dass "um tausend Mal in naher Zukunft" zu steigern, sagte Kelly.

Zukünftige Designs könnte auch mit selteneren Arten von Licht, wie Röntgenstrahlen oder Terahertz-Strahlung arbeiten. Diese erfordern jedoch ebenso ungewöhnliche Lichtquellen, vom Verbraucher zu beschränken.

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