تطور تكنولوجي جديد سيمكن من تصوير الأشياء والأشخاص والحيوانات أثناء حركتها، مع الحفاظ على دقة الصورة
لن نسمع بعد الآن عبارة "لا تتحرك! التقاط الصور!". طور باحثون من جامعة تل أبيب عملية تصوير تسمح بالتصوير الدقيق والواضح للأجسام المتحركة دون "تلطيخ" الإزاحة على الصورة. يتضمن التطوير مكونًا بصريًا، يقوم بتشفير معلومات الإزاحة وإجراء معالجة رقمية تكيفية.
تلوين الحركة
يوضح طالب الدكتوراه شاي الميلم: "يشير مصطلح "التعرض الطويل" دائمًا إلى سرعة الجسم المصور". من كلية الهندسة الكهربائية في كلية آيفي وألدر فليشمان للهندسةالذي طور طريقة المعالجة المتكاملة بتوجيه من المرحوم البروفيسور إيمانويل ماروم والدكتور رجا جريس. "عند تصوير سيارة سباق، قد يكون التعريض الضوئي لمدة عُشر ثانية طويلًا للغاية، وإذا كان الهدف شخصًا يمشي - فسيتم اعتبار التعريض الضوئي الطويل بمثابة ثانية واحدة أو أكثر. وفي النهج المقبول اليوم، يتم تصميم عدسة تنتج أفضل صورة، أي الأكثر تشابهًا مع ما تراه العين البشرية، ثم يحاولون حل التشوهات بالمعالجة الرقمية. ولكن كما يعلم أي شخص يمتلك هاتفًا خلويًا مزودًا بكاميرا، فإن هذه الكاميرا ليست فعالة دائمًا، لذلك لا يزال من الصعب جدًا تصوير الأجسام المتحركة.
ومن خلال تصميم متكامل للمكونات البصرية والخوارزميات التي تعالج الصور، زرع الميلام وزملاؤه في الصورة الأولية أدلة على بيانات الحركة، والتي تعرف الخوارزمية كيفية قراءتها وتصحيحها. تم زرع القرائن باستخدام مكونين بصريين، تم دمجهما في عدسة عادية: لوحة طور شفافة طورها الباحثون، وعدسة تركيز إلكترونية تجارية. تحتوي اللوحة على بنية ميكرومترية بصرية، مصممة لإنشاء تبعية بين اللون والتركيز، بينما يتم توقيت عدسة التركيز بحيث تقوم بتغيير تدريجي للتركيز أثناء التصوير. ونتيجة لذلك، يتم طلاء الأجسام المتحركة بألوان مختلفة أثناء الحركة. يسمح الترميز اللوني للخوارزمية بفك اتجاه وسرعة حركة الكائن، مما يسمح لها بتصحيح اللطخة واستعادة وضوح الصورة. ونشرت نتائج البحث المبتكر في مجلة أوبتيكا المرموقة.
نهاية المسحات
"في كل جزء من الثانية من التعريض الضوئي، تلتقط كاميرتنا صورًا بطريقة مختلفة قليلاً، بحيث لا يكون تلطيخ الجسم المتحرك موحدًا، ولكنه سيتغير مع الحركة"، يوضح الميلام. "لفهم أين ومدى سرعة تحرك الجسم في الصورة، نستخدم اللون. على سبيل المثال، الكرة البيضاء التي أرميها فجأة في الإطار سيتم رسمها بألوان مختلفة على طول حركتها، على غرار انتقال الضوء من خلال المنشور، ووفقًا لهذه الألوان، ستعرف الخوارزمية الخاصة بنا مكان رمي الكرة وفيها ما السرعة، وبالتالي فإنه سوف تكون قادرة على تصحيح التلطيخ. إذا رأينا في الكاميرا العادية أثرًا أبيضًا، مما قد يشوه وضوح الصورة بأكملها، فإن النتيجة النهائية في الكاميرا الخاصة بنا ستكون كرة بيضاء واضحة ومركزة."
وبحسب الميلام، فإن النظام البصري الذي طوروه يمكنه تحسين أي كاميرا بأقل تكلفة. "إن الإمكانات واسعة جدًا: من الاستخدام الأساسي مثل كاميرات الهاتف، إلى الأبحاث والاستخدامات الطبية والصناعية، وحتى التحكم في خطوط الإنتاج والمجاهر والتلسكوبات. الجميع يعاني من نفس مشكلة اللطخة، ونحن نقدم حلاً نظاميًا لهذه المشكلة". لقد تم بالفعل تسجيل التطوير كبراءة اختراع، وقد أعربت العديد من الشركات بالفعل عن رغبتها في شرائه من خلاله شركة راموت لتسويق التكنولوجيا التابعة لجامعة تل أبيب.
توفي البروفيسور ماروم أثناء البحث، وخصص المقال المنشور لذكراه. وكان المرحوم البروفيسور ماروم أحد مؤسسي كلية الهندسة في جامعة تل أبيب، وشغل منصب عميد الكلية في الأعوام 1983-1980، ونائب رئيس الجامعة في الأعوام 1997-1992. بعد تقاعده، واصل البروفيسور ماروم الانخراط في الأبحاث النشطة وتوجيه طلاب الدراسات العليا، حتى يومه الأخير.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
