В поисках "святого Грааля": Инженеры создали камеру, способную "видеть" несмотря на рассеяние света

Инженеры из Университета Райса и Университета Мэриленда представили технологию полноценного видео, которая может стать основой для создания камер, способных "проникать" через туман, дождь и другие препятствия, рассеивающие свет.

"Прохождение через рассеивающие среды - это 'святой грааль' в оптическом видении", - отметил Ашок Вирарагхаван из Университета Райса. Проблема рассеяния света делает его непригодным для использования в многих сценариях. Если устранить эффекты рассеяния, возможности визуализации становятся гораздо более масштабными.

Технология, названная NeuWS (акроним от "neural wavefront shaping"), разработана на основе принципа волнового фронта. Путем быстрого измерения фазовой информации с использованием нейронных сетей, она позволяет корректировать рассеяние света в реальном времени.

Концепция NeuWS базируется на принципе, что световые волны - это сложные математические величины. С помощью этой технологии, инженеры могут измерять "волновые фронты" и быстро расшифровывать фазовую информацию.

Как аналогию, можно представить себе попытку взглянуть на Северную звезду через облака. Если известно, как должна выглядеть звезда, и видим, что она размыта определенным образом, это может дать информацию о том, как все остальное будет размыто.

На практике исследователи демонстрировали возможности NeuWS, снимая объекты, закрытые рассеивающими материалами, такими как кожица лука или светорассеивающие пленки. Эксперименты показали, что NeuWS может корректировать рассеяние света и создавать четкое видео.

"Мы разработали алгоритмы, которые позволяют нам непрерывно оценивать и рассеяние, и сцену", - говорит Метцлер. NeuWS быстро модулирует свет от входящих волновых фронтов и использует нейронные сети для быстрого вычисления необходимых корреляций.

В итоге, новая технология может стать революционным шагом в оптическом видении, позволяя камерам "видеть" в условиях, которые ранее считались непреодолимыми.