การใช้คอมพิวเตอร์ในการจัดการภาพเป็นหมวกเก่า

ใครก็ตามที่มีสำเนาของ Photoshop หรือโปรแกรมประมวลผลภาพอื่นๆ สามารถทำได้เป็นประจำบนเดสก์ท็อปของตน อย่างไรก็ตาม สิ่งใหม่คือกลยุทธ์ในการปรับเปลี่ยนรูปภาพก่อนเพื่อให้เหมาะกับคอมพิวเตอร์เมื่อ Edward R. Dowski Jr. มาถึงมหาวิทยาลัยโคโลราโดในโบลเดอร์ในฐานะปริญญาเอก ผู้สมัครรับเลือกตั้งในปี 1990 เขาคิดตามแนวนั้นอยู่แล้ว Dowski วิศวกรเรดาร์มาจากบริษัทถ่ายภาพ Konica ของญี่ปุ่น

สำหรับหัวข้อวิทยานิพนธ์ของเขา

เขาตัดสินใจดูว่าต้องใช้อะไรบ้างจึงจะประดิษฐ์เลนส์ชนิดใหม่ที่จะทำให้การโฟกัสอัตโนมัติทำงานได้ดีขึ้น

กล้องทั่วไป กล้องจุลทรรศน์ และอุปกรณ์เกี่ยวกับสายตาอื่นๆ ใช้ชุดเลนส์นูนและเลนส์เว้าเพื่อโฟกัสแสงไปที่แผ่นฟิล์มแบนๆ หรือเครื่องตรวจจับอิเล็กทรอนิกส์ โดยทั่วไปแล้วกล้องโฟกัสอัตโนมัติจะเลื่อนตำแหน่งขององค์ประกอบออปติคัลบางส่วนไปข้างหน้าและข้างหลังจนกว่าเซ็นเซอร์ที่ตรวจสอบความแตกต่างของคอนทราสต์ในมุมมองจะตรวจพบรายละเอียดที่เพียงพอ

แนวคิดของ Dowski คือการกำจัดการเต้นเล็กๆ น้อยๆ นั้นด้วยการใส่เลนส์เพิ่มเติมระหว่างชุดเลนส์ในตัวกล้องกับตัวตรวจจับ มันจะสร้างรูปแบบแสงที่คอมพิวเตอร์อ่านได้ซึ่งระบุว่าตัวแบบของกล้องอยู่นอกโฟกัสมากน้อยเพียงใด คอมพิวเตอร์ในกล้องสามารถคำนวณระยะในการเลื่อนเลนส์ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ได้

แนวคิดนี้ได้ผล และ Dowski ก็สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก แต่บริษัทกล้องไม่ได้แสดงความสนใจใดๆ จากนั้น W. Thomas Cathey ที่ปรึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Dowski ก็ตระหนักว่าอาจมีคำมั่นสัญญามากกว่านี้ในการทำสิ่งที่ตรงกันข้ามกับที่ Dowski เคยทำ 

เขาเสนอความคิดที่น่าประหลาดใจนี้กับ Dowski และพวกเขาตัดสินใจที่จะลองอีกครั้ง

Cathey และ Dowski เริ่มต้นด้วยการจินตนาการว่าฉากใด ๆ ที่สังเกตผ่านเลนส์เป็นภาพโมเสกของจุดส่องสว่างเล็ก ๆ แดกดันที่จะกำจัดระบบออโต้โฟกัสพวกเขาได้คิดค้นเลนส์พร่ามัว แทนที่จะต้องพึ่งพาเลนส์ที่เคลื่อนที่ได้เพื่อโฟกัสแสง พวกเขากลับมาพร้อมกับเลนส์รูปทรงอานม้าที่ยังคงวางอยู่ นำเสนอสิ่งที่ดูเหมือนเป็นภาพพร่ามัวไปยังคอมพิวเตอร์ จากนั้นจึงเรียกใช้อัลกอริทึมที่สามารถสร้างภาพขึ้นใหม่ทีละจุด ผลลัพธ์ที่ได้คือภาพที่มีโฟกัสคมชัดทั้งในส่วนโฟร์กราวด์และแบ็คกราวด์ นั่นคือมีระยะชัดลึกที่ยอดเยี่ยม

Cathey สารภาพว่าระยะชัดลึกที่ขยายออกไปซึ่งเขาอ้างว่ามากกว่าเลนส์ทั่วไปอย่างน้อย 10 เท่านั้นมีข้อเสียเปรียบ เมื่อคอมพิวเตอร์ขจัดความพร่ามัวโดยรวมที่เกิดจากเลนส์ปรับแสง จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดหรือสัญญาณรบกวนแบบสุ่มเล็กน้อย ซึ่งอาจแสดงเป็นพื้นผิวเรียบที่ขรุขระเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม การปรับปรุงโฟกัสโดยรวมนั้นมีมากกว่าผลกระทบของข้อมูลที่ผิดนั้นมาก Cathey กล่าว ยิ่งไปกว่านั้น การประมวลผลเพิ่มเติมของคอมพิวเตอร์สามารถขจัดเสียงรบกวนดังกล่าวได้ Dowski กล่าวเสริม

ในปี 1996 Cathey และ Dowski ได้ก่อตั้งบริษัท CDM-Optics เพื่อพัฒนาและจำหน่ายผลิตภัณฑ์โดยใช้เทคนิคออปติกใหม่ ซึ่งเรียกว่าการเข้ารหัสแบบคลื่น เมื่อเร็ว ๆ นี้ความอดทนของพวกเขาได้รับผล

ตัวอย่างเช่น เมื่อปีที่แล้ว Carl Zeiss ยักษ์ใหญ่ในอุตสาหกรรมออปติกแห่ง Oberkochen ประเทศเยอรมนี ได้ประกาศเปิดตัวผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ชิ้นแรก: โมดูลใหม่สำหรับกล้องจุลทรรศน์ที่ใช้เทคโนโลยีที่พัฒนาโดย CDM Olympus Optical ของโตเกียวกำลังออกใบอนุญาตเทคโนโลยีของบริษัท Boulder เพื่อใช้ในกล้องเอนโดสโคประยะชัดลึกแบบขยาย ซึ่งเป็นสายสวนที่ติดตั้งกล้องซึ่งแพทย์ใช้ในการตรวจดูภายในร่างกายของผู้ป่วย

Dowski คาดการณ์ว่าการปรับปรุงระยะชัดลึกที่เพิ่มขึ้นจะเป็นประโยชน์ต่อระบบวิชันซิสเต็ม เช่น ระบบสำหรับอ่านบาร์โค้ด การคัดแยกบรรจุภัณฑ์ และการประกอบและตรวจสอบวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ทีมวิจัยอีกทีมหนึ่งซึ่งนำโดย Robert Plemmons จาก Wake Forest University ใน Winston-Salem รัฐนอร์ทแคโรไลนา กำลังร่วมมือกับ National Security Agency และ Immigration and Naturalization Service ในกล้องแบบขยายระยะชัดลึกแบบขยายรหัสคลื่นด้านหน้า เป้าหมายในที่นี้คือการพัฒนาระบบที่สามารถจับภาพม่านตาได้สำเร็จในระยะทางที่ไกลกว่าที่เทคโนโลยีระบุตัวตนปัจจุบันทำได้

เนื่องจากคอมพิวเตอร์ยังสามารถแก้ไขความคลาดเคลื่อนของเลนส์ทั่วไปในขณะที่ทำการลบภาพเบลอ วิธีการเขียนโค้ดแบบ wavefront จึงช่วยลดจำนวนองค์ประกอบออปติคัลที่แก้ไขความคลาดเคลื่อนที่พบในกล้องทั่วไปและอุปกรณ์อื่นๆ “เราคิดว่ามีศักยภาพที่ดีในการปฏิวัติวิธีการออกแบบเลนส์ของคุณ” Cathey กล่าว

หนึ่งในโครงการแปลกใหม่ที่อยู่ระหว่างการพัฒนาโดยวิศวกรของ CDM Optics คือการออกแบบสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศน้ำหนักเบาที่มีความคลาดเคลื่อนในการก่อสร้างที่ค่อนข้างให้อภัยได้ เป้าหมายของโครงการที่มีการคาดเดาสูงอีกโครงการหนึ่งคือการฟื้นฟูการมองเห็นในผู้สูงอายุ แม้ว่าเลนส์ตาของพวกเขาจะโฟกัสได้ไม่เพียงพออีกต่อไป Dowski กล่าวว่า แนวคิดนี้คือการใช้ออปติกการเข้ารหัสรูปคลื่นที่มีอยู่ในคอนแทคเลนส์ หรือบางทีอาจถึงขั้นสลักเข้าไปในเนื้อเยื่อกระจกตาด้วยเลเซอร์ เพื่อไม่ให้ฉากในชีวิตประจำวันเป็นภาพที่จดจำได้ แต่เป็นรูปแบบที่สมองสามารถเรียนรู้ที่จะถอดรหัสได้

Credit : แทงบอล ufabet