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仿人眼設(shè)計的新型傳感器讓你跟相機濾鏡說BYE

2023-05-22 09:35

文/陳根

透過眼睛，我們看到了高清的現(xiàn)實世界，五彩繽紛。這主要源于人眼的視網(wǎng)膜中含有對紅、綠、藍光敏感的錐狀細(xì)胞，以及一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在信息傳輸?shù)酱竽X之前對我們所看到的東西所進行的處理。

據(jù)最新研究消息，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家們模仿人眼的視網(wǎng)膜設(shè)計，開發(fā)出了一種新型的圖像傳感器，它能夠?qū)t、綠、藍三種顏色的感知和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行處理，以致可以在沒有濾鏡的情況下產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像。

為了在新型傳感器中實現(xiàn)仿人眼的效果，科學(xué)家們使用了窄帶鈣鈦礦光電探測器。所謂光電探測器是一種能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為電信號的器件，對于相機和許多其他光學(xué)技術(shù)都是必不可少的；窄帶光電探測器則能夠?qū)Ｗ⒂诠庾V中的單個部分，比如構(gòu)成可見光的紅、綠、藍三種顏色。該設(shè)備模仿了人類的錐狀細(xì)胞，并將其連接到一個類神經(jīng)算法，模仿人類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，來處理信息并重建圖像。

“我們找到了一種新穎的技術(shù)方法來設(shè)計鈣鈦礦材料，使其只對一種波長的光敏感。”據(jù)研究人員介紹，他們制造了三種不同的鈣鈦礦材料，分別只對紅色、綠色或藍色有反應(yīng)。這將繞過現(xiàn)代相機中使用的濾鏡，歸避了因濾鏡而降低分辨率、增加制造復(fù)雜度和成本的問題。

據(jù)科學(xué)家們介紹，相機中的硅光電探測器能夠吸收光線，但不能區(qū)分顏色。當(dāng)光線被過濾時，會有一些信息丟失，而這可以通過研發(fā)過程中的技術(shù)設(shè)計來避免。所以，該研發(fā)成果代表著未來的相機感應(yīng)技術(shù)，可以幫助人們獲得更高的空間分辨率。”

鈣鈦礦材料的使用，則讓這些新設(shè)備在吸收光線時還能產(chǎn)生電力，這將為無電池相機技術(shù)開辟道路。“只要你在上面照射光線，它就會產(chǎn)生電流。”項目組博士后Luyao Zheng說，“像人們的眼睛一樣，不需要施加能量即可捕捉來自光線的信息。”這項研究還將引發(fā)人工視網(wǎng)膜生物技術(shù)的發(fā)展，而基于這項技術(shù)的設(shè)備將有可能取代我們眼睛中死亡或受損的細(xì)胞，從而恢復(fù)視力。

原文標(biāo)題 : 陳根：仿人眼設(shè)計的新型傳感器讓你跟相機濾鏡說BYE