Ученые из Корейского института передовой науки и технологий создали бюджетную и высокоскоростную камеру, которая превосходит традиционные модели в условиях недостаточного освещения и при съемке быстродвижущихся объектов.
Новая разработка, основанная на принципах зрения насекомых, объединяет сложную конструкцию с современными методами обработки изображений. Результаты их работы опубликованы в журнале Science Advances.
Глаза насекомых способны одновременно отслеживать множество движущихся объектов даже в темноте, накапливая свет и интегрируя сигналы во времени для определения движения. Эти особенности легли в основу новой камеры, разработанной под руководством профессоров Ки-Хун Чжон и Мин Х. Кима. Камера имитирует зрение насекомых, используя несколько оптических каналов, работающих параллельно. Каждый кадр захватывается из различных временных интервалов, а свет накапливается, что повышает четкость изображения даже при слабом освещении.
Технология позволяет обнаруживать объекты, которые в 40 раз менее яркие, чем те, что видят обычные высокоскоростные камеры, и фиксировать движения в 9 раз быстрее. Скорость съемки достигает 9120 кадров в секунду благодаря технике «разделения каналов», что значительно выше стандартных показателей датчиков изображений. Алгоритм восстановления устраняет размытие, возникающее при быстрой съемке, обеспечивая четкость изображений. При этом камера имеет толщину менее миллиметра, что делает ее компактной и удобной для использования в различных устройствах.
В ходе эксперимента камера запечатлела вращающуюся пластину со скоростью 32,5 оборота в секунду при слабом освещении, разделяя изображение на шесть различных цветовых спектров. Камера смогла зафиксировать даже точный участок пластины, включая ее световой спектр. Для сравнения, лопасти мощного домашнего вентилятора вращаются со скоростью 15–25 оборотов в секунду, а крылья бабочки совершают до 15-20 взмахов в секунду.
Разработчики уверены, что эта технология найдет применение в медицинской диагностике, системах видеонаблюдения и мобильных устройствах. Они также планируют усовершенствовать алгоритмы обработки изображений для создания трехмерных изображений и съемки с ультравысоким разрешением.
