Forscher am Massachusetts Institute of Technology schaffte es, super klare Bilder von Objekten in zu bekommen Fast 100 Prozent Dunkelheit dank der Sammlung von Informationen aus einzelne Photonen, die von jedem einzelnen Pixel aufgezeichnet werden Festkörperdetektor.
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Diese Leistung kann zum Beispiel beim Studium der Fragilität helfen biologische Materialien wie das menschliche Auge, das kann durch stärkere Hintergrundbeleuchtung beschädigt werden. Auch diese Entwicklung kann finden Sie Verwendung in militärischen Geheimdiensten, so dass Sie Notizen machen können CCTV mit minimaler Hintergrundbeleuchtung zu vermeiden Erkennung durch den Gegner.
Um diese Bilder zu bekommen, ein Elektrotechniker vom MIT Ahmer Kirmani und seine Kollegen haben einen Algorithmus entwickelt, der dies berücksichtigt Korrelationen zwischen benachbarten Teilen des hervorgehobenen Objekts sowie Physik schwach beleuchteter Messungen.
“Wir haben keinen neuen Laser oder Detektor erfunden.” bemerkt Kirmani. Stattdessen bewarb sich sein Team neu Ein Algorithmus, der standardmäßig und allgegenwärtig verwendet werden kann gemeinsamer Photonendetektor.
In diesem System sind die energiearmen Impulse des sichtbaren Lasers Lichter schießen auf einen bestimmten Teil des Raumes bis Mindestens ein Photon ist kein aufgezeichneter Detektor. jeweils Der hervorgehobene Punkt entspricht einem Pixel des Finales Bilder.
Schwankungen in der Zeit, in der Photonen reflektiert werden müssen Objekt, geben Sie Informationen über seine Tiefe – dies ist Standard eine Möglichkeit, dreidimensionale Strukturen wiederherzustellen. Allerdings ist der Algorithmus entwickelt von Kirmani, ermöglicht dieses Ergebnis zu erreichen, mit nur einem Hundertstel der Anzahl der benötigten Photonen vorhandene LIDAR-Technologien.
Da der Laser Licht mit nur einer Wellenlänge erzeugt, Bilder werden in Schwarzweiß erhalten. Die neue Technik erlaubt es jedoch bis zu einem gewissen Grad identifizieren Sie die verschiedenen Materialien des Objekts basierend auf dem Ausmaß, in dem sie die Farbe des Lasers widerspiegeln.
In seinem Experiment zur Simulation realer Bedingungen Die Forscher verwendeten verschiedene Algorithmen zur Rauschunterdrückung. was es ihnen ermöglichte, hochauflösende 3D-Bilder zu erhalten, mit nur einer Million Photonen. Zum Vergleich ein Schnappschuss gleiche Qualität von Smartphone-Kamera im Büro gemacht Beleuchtung würde mehrere hundert Billionen Photonen erfordern, berichtet Kirmani.
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