211service.com
Første 3D-spøgelsesbilleder fra en enkelt pixel
Spøgelsesbilleder er den ekstraordinære teknik til at kaste en laserstråle fra et objekt og lave billeder af høj kvalitet fra det reflekterede lys ved hjælp af en enkelt pixel. Denne enkelt pixel registrerer mange datapunkter, som skal sys sammen for at skabe billedet.
Men der er ingen scanning involveret (hvilket ville svare til at tage et almindeligt billede meget langsomt).
I stedet sammenlignes dataene fra den enkelte pixel med intensiteten af den originale laserstråle, som skal randomiseres ved at føre den gennem matteret glas. Derefter afslører enhver korrelation mellem den originale og reflekterede stråle information om objektet på billedet.
Det er disse korrelationer, fysikere bruger til at samle billedet, kendt som et spøgelsesbillede.
Det lyder måske ret besværligt og tidskrævende, men det er faktisk enormt effektivt. Mængden af data, der kræves for at skabe et billede på denne måde, er lille i forhold til den mængde, som almindelig billedbehandling kræver. Det er muligt at optage, hvad der svarer til et 5 megapixel billede med kun 50.000 pixels.
Fysikere har demonstreret denne teknik på forskellige måder siden 1995, men det er først i de sidste par år, at de er begyndt at forstå den ordentligt og er begyndt at udnytte den.
I dag afslører Wenlin Gong og venner ved Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics i Kina, hvor kraftfuld teknikken kan være. De har designet og bygget en spøgelsesbilledenhed, der bruger en enkelt pixel til at optage tredimensionelle billeder.
Ændringen fra tidligere spøgelsesbilledsystemer er enkel. De bruger korte laserimpulser på kun 10 ns til kortvarigt at belyse objektet af interesse og tænder derefter deres enkelte pixel i en kort periode, så den fanger lys, der kun reflekteres fra en bestemt afstand.
Denne form for gating producerer billedudsnit, som derefter kan sættes sammen for at skabe en tredimensionel scene, en teknik kendt som laserdetektion og afstandsmåling eller LADAR.
For at vise deres idé frem, bruger disse fyre en grøn laser og et lille teleskop udstyret med en enkelt pixel til at tage 3D-billeder af almindelige objekter omkring en kilometer væk. Billedet ovenfor viser for eksempel en gruppe huse og træer omkring 900 meter væk og har en rumlig opløsning på 25 cm og en dybdeopløsning på 60 cm.
Det er imponerende. Det kræver ikke megen fantasi at indse, at dette kunne være ret nyttigt. Som Wenlin Gong og venner udtrykte det beskedent: Denne teknik har en stor mulighed for anvendelse inden for fjernmåling, ganske rigtigt!
Ref: arxiv.org/abs/1301.5767 : Tredimensionel spøgelsesbilledladar