仿人眼設(shè)計(jì)的新型傳感器讓你跟相機(jī)濾鏡說BYE
文/陳根
透過眼睛,我們看到了高清的現(xiàn)實(shí)世界,五彩繽紛。這主要源于人眼的視網(wǎng)膜中含有對紅、綠、藍(lán)光敏感的錐狀細(xì)胞,以及一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在信息傳輸?shù)酱竽X之前對我們所看到的東西所進(jìn)行的處理。
據(jù)最新研究消息,美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家們模仿人眼的視網(wǎng)膜設(shè)計(jì),開發(fā)出了一種新型的圖像傳感器,它能夠?qū)t、綠、藍(lán)三種顏色的感知和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理,以致可以在沒有濾鏡的情況下產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像。
為了在新型傳感器中實(shí)現(xiàn)仿人眼的效果,科學(xué)家們使用了窄帶鈣鈦礦光電探測器。所謂光電探測器是一種能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為電信號的器件,對于相機(jī)和許多其他光學(xué)技術(shù)都是必不可少的;窄帶光電探測器則能夠?qū)W⒂诠庾V中的單個(gè)部分,比如構(gòu)成可見光的紅、綠、藍(lán)三種顏色。該設(shè)備模仿了人類的錐狀細(xì)胞,并將其連接到一個(gè)類神經(jīng)算法,模仿人類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),來處理信息并重建圖像。
“我們找到了一種新穎的技術(shù)方法來設(shè)計(jì)鈣鈦礦材料,使其只對一種波長的光敏感。”據(jù)研究人員介紹,他們制造了三種不同的鈣鈦礦材料,分別只對紅色、綠色或藍(lán)色有反應(yīng)。這將繞過現(xiàn)代相機(jī)中使用的濾鏡,歸避了因?yàn)V鏡而降低分辨率、增加制造復(fù)雜度和成本的問題。
據(jù)科學(xué)家們介紹,相機(jī)中的硅光電探測器能夠吸收光線,但不能區(qū)分顏色。當(dāng)光線被過濾時(shí),會(huì)有一些信息丟失,而這可以通過研發(fā)過程中的技術(shù)設(shè)計(jì)來避免。所以,該研發(fā)成果代表著未來的相機(jī)感應(yīng)技術(shù),可以幫助人們獲得更高的空間分辨率。”
鈣鈦礦材料的使用,則讓這些新設(shè)備在吸收光線時(shí)還能產(chǎn)生電力,這將為無電池相機(jī)技術(shù)開辟道路。“只要你在上面照射光線,它就會(huì)產(chǎn)生電流。”項(xiàng)目組博士后Luyao Zheng說,“像人們的眼睛一樣,不需要施加能量即可捕捉來自光線的信息。”這項(xiàng)研究還將引發(fā)人工視網(wǎng)膜生物技術(shù)的發(fā)展,而基于這項(xiàng)技術(shù)的設(shè)備將有可能取代我們眼睛中死亡或受損的細(xì)胞,從而恢復(fù)視力。
原文標(biāo)題 : 陳根:仿人眼設(shè)計(jì)的新型傳感器讓你跟相機(jī)濾鏡說BYE
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