Preproste leče, ki zagotavljajo boljšo kakovost slike, obljubljajo raziskovalci

Raziskovalci izdelujejo algoritem za izboljšanje kakovosti slike

Skupina raziskovalcev na Univerzi v Britanski Kolumbiji in na Univerzi v Siegnu je prišla z nizom računalniških tehnik fotografiranja, ki lahko dramatično izboljšajo kakovost slike na slikah, posnetih z DSLR kamerami, opremljenimi s preprostimi lečami z enim elementom.

Raziskovalci obljubljajo boljšo kakovost slike z uporabo preprostih leč, levo je original in desno popravljeni vzorec slike.

Zamenjava zapletenih objektivov fotoaparata s preprostejšimi možnostmi

Objektiv za sodobne fotoaparate je zelo zapletena naprava: ker vsak stekleni element uvaja svoje lastne aberacije in popačenja, morajo proizvajalci postaviti več steklenih elementov različnih oblik in velikosti, da bi med seboj odpravili odstopanja. . Rezultat tega je, da ima kakovostna leča do 20 elementov, kar ima neposredne posledice na ceno in težo.

V papirja za prestižno konferenco SIGGRAPH skupina kanadskih in nemških raziskovalcev prihaja z alternativnim pristopom. Namesto zapletenih leč danes se vrnejo k osnovam in uporabijo zelo preprosto in poceni lečo, kot so jo uporabljali v starih časih, nato pa se poslužujejo nekaterih pametnih algoritmov za izboljšanje nastale slike v naknadni obdelavi. Algoritmi niso magija, temveč trda matematika in jedro tega članka.

Preproste leče z algoritmi zagotavljajo boljšo kakovost slike

Za namen raziskave so uporabili sodoben digitalni zrcalno-refleksni fotoaparat s samo izdelanimi elementi za posamezne leče, kot so ravnokonveksne ali bikonveksne leče, in akromatskimi dubleti. Rezultat je bila kakovost slike, primerljiva s kakovostjo komercialnih usmerjevalnih kamer za zaslonke okoli f / 4.5, vendar s poslabšanjem kakovosti pri večjih odprtinah f / 2 in več. Čeprav posamezni elementi leč ne bodo nadomestili vrhunskih objektivov, lahko uporaba takšnih tehnik prispeva k poenostavitvi konstrukcije leč in s tem k zmanjšanju cene in teže.

Preizkušen na komercialnih lečah, kot je Canon 28–105 mm, lahko s to metodo še vedno izboljša nastalo sliko, tako da so algoritmi lahko splošno uporabni in niso vezani izključno na elemente ene leče.

Raziskovalci imajo še veliko pot do izboljšanja leč

Treba je še delati; trenutno raziskovalci dekonvolvirajo slike s funkcijami širjenja točk (PSF), kalibriranimi za eno globino prizora. To je mogoče izboljšati z dekonvolucijo s PSF-ji za različne globine in valovne dolžine slike. Takšno optimizacijo lahko izvedemo s poznavanjem parametrov optičnega sistema. Obstaja veliko prostora za izboljšave in končno imamo lahko preproste leče, ki zagotavljajo boljšo kakovost slike.

Če vas zanimajo podrobne podrobnosti in pripadajoča matematika, celoten članek je na voljo za branje.