Anzeige
Viele Aufnahmen bei zufälliger Blendenmatrix ermöglichen die Bildrekonstruktion.
Viele Aufnahmen bei zufälliger Blendenmatrix ermöglichen die Bildrekonstruktion. (Bild: Bell Labs)

Bell Labs Kamera ohne Objektiv macht immer scharfe Bilder

Bell Labs hat eine Kamera entwickelt, die nur aus einem Sensor und einem LCD-Panel besteht. Ein Objektiv ist nicht erforderlich. Die Kamera macht zahlreiche Aufnahmen durch eine Zufallslochblende und rekonstruiert daraus das Motiv.

Anzeige

Gang Huang, Hong Jiang, Kim Matthews und Paul Wilford von Bell Labs haben eine Kamera entwickelt, die ohne Objektiv auskommt und immer scharfe Bilder aufnimmt.

  • Blendenmatrix und Sensor der  Compressed-Sensing-Kamera (Bild: Bell Labs)
  • Prototyp der Compressed-Sensing-Kamera (Bild: Bell Labs)
  • LCD-Matrix der Compressed-Sensing-Kamera (Bild: Bell Labs)
  • Aufnahme der Compressed-Sensing-Kamera mit 12,5 Prozent der theoretisch möglichen Messungen (Bild: Bell Labs)
  • Aufnahme der Compressed-Sensing-Kamera mit 25 Prozent der theoretisch möglichen Messungen (Bild: Bell Labs)
  • Aufnahme der Compressed-Sensing-Kamera mit 25 Prozent der theoretisch möglichen Messungen (Bild: Bell Labs)
Blendenmatrix und Sensor der Compressed-Sensing-Kamera (Bild: Bell Labs)

Die Kamera macht nicht eine, sondern zahlreiche Aufnahmen, wobei jedes Mal ein zufälliges Muster von lichtdurchlässigen und undurchlässigen Quadraten auf einem LCD erzeugt wird, das vor dem Sensor liegt. Der Sensor besitzt nur ein Pixel und kann die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau unterscheiden.

Jede dieser Aufnahmen ist zwar für sich unbrauchbar, doch sie stehen miteinander in Beziehung, weil sie die gleiche Szene auf jeweils etwas andere Weise zeigen. Das ist der Schlüssel, um das Motiv per Software zu erzeugen.

Diese Technik wird auch "compressed sensing" genannt, weil nur relativ wenige Messungen erforderlich sind, um die Korrelationen zwischen den Aufnahmen aufzudecken. So entsteht das fertige Gesamtbild als Rekonstruktion der Szene. Seine Qualität steigt mit der Zahl der Messungen an und ist auch abhängig von der Menge der Öffnungen der LCD-Matrix.

Bei einer herkömmlichen Digitalkamera werden hingegen gemessen am Endergebnis viele Informationen zunächst aufgenommen und später beim Komprimieren des Bildes wieder verworfen. Beim hier angewendeten Compressive Sensing wird das Prinzip umgekehrt und nur so viele Daten erfasst, wie für das Endergebnis in etwa erforderlich sind.

Die Beispiele, die mit einem Prototyp aufgenommen wurden, zeigen, wie wenige Messungen notwendig waren, um ein brauchbares Bild zu erzeugen. Die Auflösung des Bildes liegt bei 65.534 RGB-Pixeln. Mit der Ein-Pixel-Kamera wurden einmal 25 Prozent und einmal 12,5 Prozent der theoretisch möglichen 65.534 Aufnahmen mit der Matrix gemacht, um die Szene zu rekonstruieren. Wie lange diese Aufnahmesequenz dauerte, teilten die Forscher nicht mit.

Würden mehrere Sensoren eingesetzt, würden Aufnahmen aus leicht unterschiedlichen Betrachtungswinkeln gewonnen. Damit könnte zum einen die Bildqualität gesteigert und zum anderen die Aufnahmegeschwindigkeit erhöht werden, berichten die Forscher.

Die von Bell Labs entwickelte Technik hat mehrere Vorteile: Zum einen ist das Bild immer scharf gestellt und zum anderen ist so eine Kamera recht preiswert zu produzieren. Der Sensor lässt sich nach Angaben der Forscher im traditionellen CMOS-Prozess herstellen. Die teure und anfällige Optik, die zudem für Verzerrungen und chromatische Aberrationen sorgt, fällt hingegen ersatzlos weg.

Derzeit kann die Kamera nur unbewegte Motive aufnehmen und ist für normale Fotografien damit ungeeignet. Doch die Forscher sind nach einem Bericht der Zeitung MIT Technology Review der Meinung, dass die Technik dennoch praktische Anwendungszwecke vor allem im Sicherheitsbereich bietet, da damit schnell Unterscheide zwischen mehreren Aufnahmen ausgemacht werden können. Auch zur Geschwindigkeitsmessung von sich bewegenden Objekten sei ihr Einsatz denkbar. Sie könnte zudem so konstruiert werden, dass sie auch Licht aus dem nicht sichtbaren Bereich wie zum Beispiel aus dem Infrarotspektrum aufnimmt.

Die Forscher des Bell Labs haben einen wissenschaftlichen Aufsatz zu ihrer Arbeit unter dem Titel "Lensless Imaging by Compressive Sensing" veröffentlicht.


whgreiner 06. Jun 2013

Dass man hier mit digitaler Analyse die Anzahl der nötigen Messungen reduziert, ändert...

metalheim 06. Jun 2013

Das war mehr bildlich gemeint, man _könnte_ es als Mischung bezeichnen. gegen Rainbow...

MistelMistel 06. Jun 2013

lesen bildet

TC 06. Jun 2013

Ist das ein "Ti auf Tageslichprojektor" Panel?? sowas hatten wir damals noch in der Schule ^^

altavista 05. Jun 2013

@golem. +1 die Technik existiert schon seit geraumer Zeit, einpixel kameras die nach...

Kommentieren



Anzeige

  1. Thesis "Efficient Invariant Deep Models for Computer Vision" PhD Position at the MPI for Intelligent Systems
    Robert Bosch GmbH, Tübingen, Leonberg
  2. Head of HR Automation & Innovation (m/w)
    Deutsche Telekom AG, Bonn
  3. Referent/in SAP Modul SD
    über MARTIN & PARTNER Societät für Unternehmensberatung, Raum Stuttgart
  4. Datenbankadministratorin / Datenbankadministrator
    Landesbetrieb IT.Niedersachsen, Hannover

Detailsuche


Spiele-Angebote
  1. NEU: Far Cry Primal (Key)
    39,95€
  2. NEU: XCOM 2 (Key)
    38,49€
  3. Dragon Age: Inquisition PC
    9,99€ (+ 2,99€ Versand ohne Prime)

Weitere Angebote


Folgen Sie uns
       


  1. Umbau

    Die Mediencenter Cloud der Telekom ist offline

  2. Fertigungstechnik

    Globalfoundries baut Forschungszentrum für EUV-Lithographie

  3. Gehackte Finanzinstitute

    Kriminelle greifen die Infrastruktur von Banken an

  4. Streaming

    Mobiler Datentraffic steigt um das Siebenfache

  5. Recht auf Vergessenwerden

    Google sperrt Links für alle europäischen Nutzer

  6. Abodienst

    Humble Bundle finanziert neue Indiegames

  7. 28HPCU-Fertigung

    ARM und UMC machen Smartphone-Chips günstiger

  8. Poseidon-Gruppe

    Über ein Jahrzehnt internationale Cyberattacken

  9. EU-Datenschützer

    Ein langer böser Brief an Facebook

  10. Graphite-Bibliothek

    Wenn Schriftarten zur Sicherheitslücke werden



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Xcom 2 im Test: Strategie wie vom anderen Stern
Xcom 2 im Test
Strategie wie vom anderen Stern
  1. Vorschau Spielejahr 2016 Cowboys und Cyberspace
  2. Xcom 2 angespielt Mit Strategie die Menschheit retten

Verschlüsselung: Nach Truecrypt kommt Veracrypt
Verschlüsselung
Nach Truecrypt kommt Veracrypt

Sèbastien Loeb Rally Evo im Test: Mit dem Weltmeister über Stock und Stein
Sèbastien Loeb Rally Evo im Test
Mit dem Weltmeister über Stock und Stein
  1. Dirt Rally im Test Motorsport für Fortgeschrittene
  2. Rockstar Games Jede Kugel zählt in GTA Online
  3. Microsoft Forza 6 bekommt Mikrotransaktionen

  1. Re: Ziemlich spät...

    Clarissa1986 | 03:04

  2. Re: GNOME 3 ist toll, die Anwendungs-"Updates...

    Vanger | 03:02

  3. HAHA! :D

    Clarissa1986 | 03:00

  4. Re: ist dich klar, das der traffic steigt

    Golressy | 02:24

  5. Re: Viel Wind im Nichts!

    User_x | 02:20


  1. 18:25

  2. 17:27

  3. 17:24

  4. 17:14

  5. 16:51

  6. 16:23

  7. 15:54

  8. 15:19


  1. Themen
  2. A
  3. B
  4. C
  5. D
  6. E
  7. F
  8. G
  9. H
  10. I
  11. J
  12. K
  13. L
  14. M
  15. N
  16. O
  17. P
  18. Q
  19. R
  20. S
  21. T
  22. U
  23. V
  24. W
  25. X
  26. Y
  27. Z
  28. #
 
    •  / 
    Zum Artikel