頂點光電子商城2022年2月10日消息,韓國科學技術院(Korea Advanced Institute of Science and Technology,簡稱KAIST)的一支研究團隊開發出了一款近紅外光場相機。
光場相機是由新加坡籍美國斯坦福大學電腦科學系博士吳義仁及其團隊首次提出的。光場相機最鮮明的特點是“先拍照,后聚焦”,它能夠完整的記錄光場信息,因此拍照后可以任意調整照片的焦點。
但是,現有的光場相機存在著一個致命的缺點---有效像素不足,導致拍攝出來的照片質量不高。如果配備高像素、大尺寸的鏡頭,又會導致成像的速度非常慢,即使是專門配置一個高性能的GPU,改善幅度也非常有限,還會導致成本的急劇增加。
吳義仁創辦的Lytro公司的光場相機產品
KAIST開發出的這款近紅外光場相機能夠克服這些缺點,對細微的面部表情能夠進行3D圖像的重建優化,圖像重建方式包括3D圖像采集、多視圖采集和重聚焦采集,大幅提升了成像質量。另外,近紅外光場相機還能屏蔽外界光照條件的影響,不同光照條件下,面部表情的3D圖像重建都非常優秀。
VCSEL光源以0°、30°和60°的角度照射到人臉上,3D圖像重建誤差對比
從結構上來看,近紅外光場相機在CMOS圖像傳感器前配置了一套微透鏡陣列,這樣做的目的是減小相機的尺寸,以適用智能手機,同時還能做到只拍攝一次,就獲取光線的方向和空間信息。但是,環境中各種光線造成的陰影會與微透鏡陣列形成光學串擾,進而影響光場相機的3D圖像重建和圖像的對比度。為了降低光學串擾,該團隊在微透鏡陣列之間還加入了可見光和近紅外(NIR)的吸收層,大幅提升了圖像的對比度。
該近紅外光場相機還使用了VCSEL來穩定在近紅外范圍內的3D圖像重建精度。實驗證明,當VCSEL光源以0°、30°和60°的角度照射到人臉上時,該近紅外光場相機的3D圖像重建誤差,比使用環境光的光場相機降低了54%。
該研究團隊還將近紅外光場相機技術與AI技術相結合,開發出了一種面部表情識別技術。這項研究還獲得了韓國科技信息通信部、韓國貿易、工業和能源部的支持。
該近紅外光場相機的潛在應用范圍十分廣闊,包括遠程醫療、即時診斷、人機交互、社會認知等領域。