弗里德里希-亞歷山大大學(xué)埃爾蘭根-紐倫堡分校(FAU)多媒體通信和信號(hào)處理主席的研究人員團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種智能攝像機(jī)，該攝像機(jī)不僅可以實(shí)現(xiàn)高空間和時(shí)間分辨率，而且可以實(shí)現(xiàn)光譜分辨率。該相機(jī)具有廣泛的應(yīng)用范圍，可以改善環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約措施以及自動(dòng)駕駛或現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。該研究的發(fā)現(xiàn)已作為開放獲取出版物發(fā)表。

講師JürgenSeiler博士解釋說(shuō)：“到目前為止，研究主要集中在提高空間和時(shí)間分辨率上，這意味著每秒百萬(wàn)像素或圖像的數(shù)量。” “在照相機(jī)的開發(fā)過程中，已對(duì)光譜分辨率(即波長(zhǎng)以及因此對(duì)顏色的感知)進(jìn)行了調(diào)整，以匹配人類的視線，這僅相當(dāng)于測(cè)量紅色，綠色和藍(lán)色。但是，光中隱藏了更多的信息可用于多種任務(wù)的光譜。例如，我們知道有些動(dòng)物會(huì)使用其他光譜來(lái)狩獵和尋找食物。”

一臺(tái)相機(jī)具備三種分辨率

Seiler是一名電氣工程師，他在FAU Kaup教授的帶領(lǐng)下，在他的團(tuán)隊(duì)的多媒體通信和信號(hào)處理(LMS)主席團(tuán)隊(duì)中開發(fā)了一種高分辨率多光譜相機(jī)，可增強(qiáng)人類的感知能力。它以經(jīng)濟(jì)高效的解決方案將空間，時(shí)間和頻譜三種分辨率結(jié)合在一起。Seiler說(shuō)：“到目前為止，只有極昂貴和復(fù)雜的方法來(lái)測(cè)量光或各個(gè)光譜帶的紫外或紅外范圍，” “我們尋找一種具有成本效益的模型，并且能夠開發(fā)出一種非常具有成本效益的多光譜相機(jī)。”

研究人員將幾臺(tái)廉價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)與各種光譜濾鏡連接起來(lái)，形成一個(gè)多光譜相機(jī)陣列。LMS研究人員Nils Genser解釋說(shuō)：“然后，我們計(jì)算出圖像，以便結(jié)合每個(gè)傳感器的各種光譜信息。” “這一新概念使我們能夠僅使用一個(gè)圖像來(lái)精確確定捕獲的每個(gè)物體的材料。”

同時(shí)，新相機(jī)在空間，時(shí)間和光譜分辨率方面都大大優(yōu)于現(xiàn)有系統(tǒng)。與人的視力一樣，由于周圍環(huán)境是由幾只“眼睛”記錄的，因此該系統(tǒng)還可以提供深度的精確指示。這意味著該系統(tǒng)不僅可以精確確定其捕獲的對(duì)象的顏色和某些材質(zhì)屬性，還可以確定它們與相機(jī)之間的距離。

自動(dòng)駕駛和環(huán)保技術(shù)的理想選擇

自動(dòng)駕駛是這些新型智能相機(jī)的潛在應(yīng)用。Seiler說(shuō)：“借助我們的新技術(shù)，針對(duì)各種問題的各種解決方案現(xiàn)已開放。” “例如，在紅外范圍內(nèi)，我們可以使用熱信號(hào)來(lái)區(qū)分真實(shí)的人和路標(biāo)。在夜間駕駛時(shí)，我們可以在有足夠警告的情況下檢測(cè)出過馬路的動(dòng)物。”

該高的分辨率，也可用于保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的多光譜相機(jī)。Genser強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“幾種塑料在不同的光譜范圍內(nèi)都有很大的不同，這是新型智能相機(jī)可以可靠地檢測(cè)到的。” “由于外觀相似，大量的塑料只是燃燒而不是分離以便回收。我們現(xiàn)在可以可靠地分離它們。”