Прості лінзи, що забезпечують кращу якість зображення, обіцяють дослідники

Дослідники розробляють алгоритм для поліпшення якості зображення

Група дослідників з Університету Британської Колумбії та Університету Зігена запропонувала набір обчислювальних технік фотозйомки, здатних значно покращити якість зображення знімків, зроблених за допомогою дзеркальних камер, оснащених простими одноелементними лінзами.

Дослідники обіцяють кращу якість зображення за допомогою простих лінз, зліва - оригінал, а право - виправлений зразок зображення.

Заміна складного об'єктива камери на простіші варіанти

Лінза для сучасних камер - це дуже складний пристрій: оскільки кожен скляний елемент має власні аберації та спотворення зображення, виробники повинні поміщати кілька скляних елементів різної форми та розмірів з метою скасування аберацій один одного. . Як результат, якісний об’єктив може мати до 20 елементів, що безпосередньо впливає на його ціну та вагу.

В папір створена для престижної конференції SIGGRAPH, група канадських та німецьких дослідників пропонує альтернативний підхід. Замість складних лінз сьогодні вони повертаються до основ і використовують дуже просту і недорогу лінзу, як це використовувалось у минулі часи, а потім вдаються до деяких розумних алгоритмів, щоб поліпшити отримане зображення в пост-обробці. Алгоритми - це не магія, а важка математика та суть даної статті.

Прості лінзи забезпечують кращу якість зображення за допомогою алгоритмів

З метою дослідження вони використали сучасний цифровий дзеркальний фотоапарат із лише виготовленими на замовлення одинарними елементами, такими як плоско-опуклі або двоопуклі лінзи, і ахроматичними дублетами. Результатом стала якість зображення, порівнянне з якістю комерційних точкових камер для діафрагми близько f / 4.5, але з погіршенням якості для більших діафрагм f / 2 і далі. Хоча одинарні лінзи не замінять лінзи високого класу, використання таких методів може сприяти спрощенню конструкції лінзи і, отже, зменшенню ціни та ваги.

Випробований на комерційному об’єктиві, як Canon 28–105 мм, за допомогою цього методу можна покращити отримане зображення, тому алгоритми можуть використовувати загальне призначення, не прив’язуючись виключно до одиничних елементів об’єктива.

У дослідників ще довгий шлях до вдосконалення об'єктива

Потрібна подальша робота; в даний час дослідники деконволюціонують зображення за допомогою функцій розподілу точок (PSF), відкаліброваних на одну глибину сцени. Це можна поліпшити, виконуючи деконволюцію за допомогою PSF для різної глибини та довжини хвилі. Таку оптимізацію можна зробити, знаючи параметри оптичної системи. Є багато можливостей для вдосконалення, і нарешті ми можемо мати прості лінзи, що забезпечують кращу якість зображення.

Якщо вас цікавлять дрібні деталі та супровідна математика, Повна стаття доступна для читання.