Jednoduché objektívy produkujúce lepšiu kvalitu obrazu, prísľub výskumníkov

Vedci vytvárajú algoritmus na zlepšenie kvality obrazu

Skupina vedcov z University of British Columbia a University of Siegen prišla s radom výpočtových fotografických techník, ktoré sú schopné dramaticky zlepšiť kvalitu obrazu snímok zhotovených fotoaparátmi DSLR vybavenými jednoduchými jednoprvkovými objektívmi.

Vedci sľubujú lepšiu kvalitu obrazu pomocou jednoduchých šošoviek, ľavá strana je pôvodná a pravá opravená vzorka obrazu.

Výmena zložitého objektívu fotoaparátu za jednoduchšie alternatívy

Objektív pre moderné fotoaparáty je veľmi zložité zariadenie: pretože každý sklenený prvok zavádza svoje vlastné obrazové aberácie a skreslenia, musia výrobcovia dať viac sklenených prvkov, rôznych tvarov a veľkostí, aby si navzájom eliminovali aberácie. . Výsledkom je, že kvalitný objektív môže mať až viac ako 20 prvkov, čo má priamy vplyv na jeho cenu a hmotnosť.

V papier Skupina kanadských a nemeckých vedcov pripravená na prestížnu konferenciu SIGGRAPH prichádza s alternatívnym prístupom. Namiesto zložitých šošoviek súčasnosti sa vracajú k základom a používajú veľmi jednoduchý a lacný objektív, aký sa používal za starých čias, a potom sa uchýlia k niektorým šikovným algoritmom na zlepšenie výsledného obrazu v postprocese. Algoritmy nie sú kúzelné, ale tvrdá matematika a jadro tohto článku.

Jednoduché objektívy produkujúce lepšiu kvalitu obrazu pomocou algoritmov

Na účely výskumu použili modernú digitálnu zrkadlovku, ktorá mala iba na zákazku vyrobené jednotlivé objektívy, ako napríklad plano-konvexné alebo bikonvexné šošovky, a achromatické dublety. Výsledkom bola obrazová kvalita porovnateľná s kvalitou komerčných fotoaparátov point-and-shoot pre clony okolo f / 4.5, ale so znížením kvality pre väčšie clony f / 2 a viac. Aj keď jednotlivé objektívy nenahradia špičkový objektív, použitie týchto techník môže prispieť k zjednodušeniu konštrukcie objektívu, a teda k zníženiu ceny a hmotnosti.

Testované na komerčnom objektíve ako Canon 28–105 mm, pomocou tejto metódy môžete stále vylepšiť výsledný obraz, takže algoritmy môžu mať všeobecné použitie, nie sú viazané výlučne na jednotlivé prvky objektívu.

Vedcom zostáva ešte dlhá cesta k vylepšeniu objektívu

Je potrebné urobiť ešte niečo; v súčasnosti vedci rozkladajú obrázky pomocou funkcií rozšírenia bodu (PSF) kalibrovaných pre jednu hĺbku scény. To sa dá zlepšiť vykonaním dekonvolúcie pomocou PSF pre rôzne hĺbky obrazu a vlnové dĺžky. Takúto optimalizáciu je možné vykonať so znalosťou parametrov optického systému. Je tu veľa priestoru na vylepšenie a konečne môžeme mať jednoduché šošovky produkujúce lepšiu kvalitu obrazu.

Ak vás zaujímajú jemné detaily a sprievodná matematika, celý príspevok je k dispozícii na čítanie.