Enkle linser, der giver bedre billedkvalitet, et løfte fra forskere

Forskere producerer algoritme for at forbedre billedkvaliteten

En gruppe forskere ved University of British Columbia og Siegen University kom med et sæt beregningsfotograferingsteknikker, der i stand til dramatisk at forbedre billedkvaliteten på billeder taget med DSLR-kameraer udstyret med enkle enkeltelementlinser.

Forskere lover bedre billedkvalitet ved hjælp af enkle linser, venstre er originalen og højre en korrigeret billedprøve.

Udskiftning af komplekse kameralinser med enklere alternativer

En linse til de moderne kameraer er en meget kompleks enhed: Da hvert glaselement introducerer sine egne billedafvigelser og forvrængninger, er producenterne nødt til at sætte flere glaselementer i forskellige former og størrelser med det formål at ophæve hinandens afvigelser . Som et resultat kan et objektiv af god kvalitet have op til over 20 elementer med direkte konsekvenser for dets pris og vægt.

I en papir lavet til den prestigefyldte SIGGRAPH-konference, kommer en gruppe canadiske og tyske forskere med en alternativ tilgang. I stedet for de komplekse linser i dag vender de tilbage til det grundlæggende og bruger en meget enkel og billig linse, som den blev brugt i gamle dage, og derefter ty til nogle kloge algoritmer for at forbedre det resulterede billede i efterbehandling. Algoritmerne er ikke magiske, men hårde matematik og kernen i dette papir.

Enkle linser, der giver bedre billedkvalitet ved hjælp af algoritmerne

Med henblik på undersøgelsen brugte de et moderne digitalt spejlreflekskamera med kun skræddersyede enkeltlinseelementer såsom plano-konvekse eller bikonvekse linser og akromatiske dubler. Resultatet var billedkvalitet, der kan sammenlignes med kommercielle point-and-shoot-kameraer til blænder omkring f / 4.5, men med kvalitetsforringelse for større blænder på f / 2 og derover. Mens enkeltlinseelementer ikke erstatter en high-end linse, kan anvendelse af sådanne teknikker bidrage til at forenkle linsekonstruktionen og derfor til et fald i pris og vægt.

Testet på en kommerciel linse som Canon 28–105 mm, og ved hjælp af denne metode kan det stadig forbedre det resulterede billede, så algoritmerne kan have generel anvendelse og ikke udelukkende være bundet til enkeltlinseelementer.

Forskerne har stadig langt fremme med at forbedre linsen

Der er yderligere arbejde, der skal udføres; i øjeblikket deconvolverer forskerne billederne med punktspredningsfunktioner (PSF'er) kalibreret til en enkelt scenedybde. Dette kan forbedres ved at udføre dekonvolution med PSF'er til forskellige billeddybder og bølgelængder. En sådan optimering kan udføres ved at kende parametrene for det optiske system. Der er meget plads til forbedring, og endelig har vi måske enkle linser, der giver bedre billedkvalitet.

Hvis du er interesseret i de fine detaljer og den ledsagende matematik, hele papiret kan læses.