E 'ngoe ea bokhoni bo tummeng ba Superman ke pono e phahameng, e ileng ea mo lumella ho sheba liathomo, ho bona lefifing le libakeng tse hōle, esita le ho bona ka lintho. Bokhoni bona ha bo bontšoe ka seoelo skrineng, empa bo teng. 'Nete ea rona, hoa khoneha ho bona ka lintho tse batlang li sa bonahale ka ho sebelisa maqheka a mang a saense. Leha ho le joalo, litšoantšo tse hlahisoang li ne li lula li le botšo le bosoeu, ho fihlela morao tjena. Kajeno re tla sheba phuputso eo ho eona bo-rasaense ba tsoang Univesithing ea Duke (USA) ba ileng ba khona ho nka foto ea mebala ea lintho tse patiloeng ka mor'a lerako le khanyang ka ho sebelisa khanya e le 'ngoe. Theknoloji ee e phahameng ke efe, e sebetsa joang le hore na e ka sebelisoa libakeng life? Tlaleho ea sehlopha sa lipatlisiso e tla re bolella ka sena. Eya.
Motheo oa lipatlisiso
Ho sa tsotellehe melemo eohle e ka khonehang ea thekenoloji ea ho bona lintho ka mahlo ho hasanya mecha ea litaba, ho na le mathata a mangata a ho kenya ts'ebetsong theknoloji ena. Ntho e ka sehloohong ke 'nete ea hore litsela tsa photons tse fetang har'a li-scatterer li fetoha haholo, tse lebisang ho mekhoa e sa tloaelehang. matheba* ka nqane.
Letheba* ke mokhoa oa ho kena-kenana o sa reroang o entsoeng ke ho kena-kenana le maqhubu a momahaneng a nang le liphetoho tse sa reroang le / kapa sete e sa reroang ea matla. Hangata e shebahala joalo ka sete ea matheba a khanyang (matheba) sebakeng se lefifi.
Lilemong tsa morao tjena, ho 'nile ha etsoa mekhoa e mengata ea ho etsa litšoantšo ho qoba liphello tsa ho hasanya le ho ntša boitsebiso ba ntho ho tloha pateroneng ea matheba. Bothata ba mekhoa ena ke mefokolo ea bona - o hloka ho ba le tsebo e itseng ka ntho eo, ho fumana mokhoa oa ho hasanya kapa ntho, joalo-joalo.
Ka nako e ts'oanang, ho na le mokhoa o tsoetseng pele haholo, ho latela bo-rasaense - pono e nang le phello ea memori (ME). Mokhoa ona o u lumella ho bona ntho ka mahlo a kelello ntle le tsebo ea pele ka eona kapa mokhoa oa ho hasanya. Motho e mong le e mong o na le mefokolo, joalo ka ha re tseba, mme mokhoa oa ME le ona o joalo. E le hore u fumane mekhoa e mengata e fapaneng ea li-speckle 'me, ho latela, litšoantšo tse nepahetseng haholoanyane, lebone le tlameha ho ba moqotetsane-band, i.e. ka tlase ho 1 nm.
Hape hoa khonahala ho feta meeli ea mokhoa oa ME, empa hape maqheka ana a kenyelletsa ho fihlella mohloli oa optical kapa ntho ka pel'a diffuser, kapa ho lekanya ka kotloloho. PSF*.
PSF* - ts'ebetso ea ho hasana ha ntlha e hlalosang setšoantšo seo mokhoa oa litšoantšo o se fumanang ha o shebile mohloli oa leseli la ntlha kapa ntho ea ntlha.
Bafuputsi ba bitsa mekhoa ena e sebetsang, empa ha e phethahale, kaha tekanyo ea PSF ha e khonehe kamehla, ka mohlala, ho matla a ho qhalakanya kapa ho se khonehe pele ho ts'ebetso ea litšoantšo. Ka mantsoe a mang, ho na le ho hong ho sebetsa.
Mosebetsing oa bona, bafuputsi ba hlahisa mokhoa o fapaneng. Ba re bontša mokhoa oa ho lemoha litšoantšo tse ngata tsa lintho ka mokhoa oa ho hasanya ho sebelisa tekanyo e le 'ngoe ea matheba ka khamera ea monochrome. Ho fapana le mekhoa e meng, sena ha se hloke tsebo ea pele ea tsamaiso ea PSF kapa mohloli oa mohloli.
Mokhoa o mocha o hlahisa litšoantšo tsa boleng bo phahameng ba ntho e lebisitsoeng ho likanale tse hlano tse arohaneng hantle tsa spectral pakeng tsa 450 nm le 750 nm, tse tiisitsoeng ke lipalo. Ha e le hantle, ho se ho khoneha ho bona ka mahlo a kelello likanale tse tharo tse arohaneng hantle pakeng tsa 450 nm le 650 nm le likanale tse tšeletseng tse haufi tse pakeng tsa 515 le 575 nm.
Mokhoa o mocha o sebetsa joang
Setšoantšo sa No. 1: lebone - sebaka sa leseli modulator - diffuser (ka iris diaphragm) - coding aperture - prism - optical relay (1: 1 visualization) - monochrome kamera.
Bafuputsi ba hlokomela lintlha tse tharo tsa motheo tsa setšoantšo leha e le sefe sa li-diffuser: ntho e khahlang (e khantšitsoeng ka ntle kapa e ikhanyetsang), mochine o ntšang metsi, le sebui.
Joalo ka lits'ebetsong tse tloaelehileng tsa ME, boithuto bona bo nka ntho eo boholo ba eona bo leng ka har'a sebaka sa pono sa ME le hole u kamora "diffuser". Ka mor'a ho sebelisana le diffuser, leseli le tsamaea sebaka se selelele sa v pele le fihla sebui.
Ho nahana ka mokhoa o tloaelehileng oa ME ho sebelisa lik'hamera tse tloaelehileng, empa mokhoa ona o sebelisa mochine oa mochine oa khokahanyo o nang le lesoba la encoding le karolo ea optical e itšetlehileng ka maqhubu. Morero oa ntho ena ke ho hlophisa mocha o mong le o mong oa pono pele o li kopanya le ho li fetolela hore e be detector ea monochrome.
Ka hona, ho e-na le ho lekanya feela li-speck tse tlaase-tlaase tseo li-channel tsa spectral li kopantsoeng ka mokhoa o ke keng oa qojoa, ho ile ha tlalehoa pontšo ea spectrally multiplexed, e loketseng hantle bakeng sa karohano.
Bafuputsi ba boetse ba hatisa hore mokhoa oa bona ha o hloke litšobotsi tse tsejoang esale pele kapa menahano e mabapi le diffuser kapa mohloli o khanyang.
Ka mor'a ho etsa litekanyo tsa pele tsa matheba a mangata, boleng bo tsejoang ba Tλ (mohlala o itšetlehileng ka maqhubu a khouto) bo ile ba sebelisoa ho aha matheba bocha sehlopheng ka seng sa spectral.
Mosebetsing oa bona, sethaleng sa lipalo le ho etsa mohlala, bo-rasaense ba ile ba sebelisa mekhoa e itseng ea ho ithuta ka mochine e ka thusang ho kenya ts'ebetsong mokhoa o neng o sa nahanoa pele. Taba ea pele, thuto ea matrix e fokolang e ne e sebelisetsoa ho emela matheba.
Ho ithuta ka lintlha* - e lumella sistimi hore e iphumanele litlatsetso tse hlokahalang ho tseba likarolo tsa data ea mohloli.
Sephetho e bile polokelo ea boitsebiso e koetlisitsoeng ka litšoantšo tsa matheba a macha ho tsoa litlhophisong tse fapaneng tsa litekanyo. Setsi sena se na le kakaretso ebile ha se itšetlehe ka lintho tse itseng le li-scatterers tse kenyang letsoho molokong oa mask Iλx, y. Ka mantsoe a mang, tsamaiso e koetlisitsoe ho latela diffuser e sa sebelisoeng tlhophisong ea liteko, ke hore. tsamaiso ha e na mokhoa oa ho e fumana, joalokaha bafuputsi ba ne ba batla.
Algorithm ea OMP e ne e sebelisetsoa ho fumana litšoantšo tse matheba ka bolelele bo bong le bo bong (phehello ea ho tsamaisana le orthogonal).
Qetellong, ka ho bala autocorrelation ea mocha o mong le o mong oa spectral ka boithaopo le ho khelosa autocorrelation ho bolelele bo bong le bo bong, litšoantšo tsa ntho eo li ile tsa fumanoa. Litšoantšo tse hlahisoang ka bolelele bo bong le bo bong lia kopanngoa ho etsa setšoantšo sa 'mala oa ntho eo.
Setšoantšo sa No. 2: mohato ka mohato oa ho etsa setšoantšo sa ntho.
Mokhoa ona, ho ea ka baetsi ba oona, ha o etse maikutlo a mabapi le likamano pakeng tsa liteishene tsa spectral mme o hloka feela maikutlo a hore boleng ba wavelength bo na le tšohanyetso. Ho phaella moo, mokhoa ona o hloka feela tlhahisoleseding e mabapi le mochine oa khokahanyo, o itšetlehileng ka ho lekanya pele ho sebaka sa khouto le laebrari ea data e koetlisitsoeng pele. Litšobotsi tsena li etsa hore mokhoa ona oa ho nka litšoantšo e be o feto-fetohang le o sa hlaseleng.
Liphetho tsa ketsiso
Pele, a re shebeng liphetho tsa papiso.
Setšoantšo #3
Setšoantšo se ka holimo se bontša mehlala ea setšoantšo sa multispectral sa lintho tse peli tse nkiloeng ka diffuser. Mola o ka holimo ho 3 e na le ntho e khahlang e nang le linomoro tse 'maloa, e bonts'itsoeng ka mebala e fosahetseng mme e robehile ka mocha oa spectral. Ha u rera ntho ka 'mala oa bohata, profil ea matla ea wavelength e' ngoe le e 'ngoe e bontšoa sebakeng sa CIE 1931 RGB.
Ntho e entsoeng bocha (mola o ka tlase ho 3) ka bobeli ka 'mala oa bohata le ho latela liteishene tsa spectral ka bomong, e bonts'a hore mokhoa ona o fana ka pono e ntle haholo le mehala e nyane feela lipakeng tsa liteishene tsa spectral, tse sa bapaleng karolo e khethehileng ts'ebetsong.
Ka mor'a ho amohela ntho e tsosolositsoeng, i.e. Kamora ho fana, ho ne ho hlokahala ho lekola boemo ba ho nepahala ka ho bapisa matla a spectral (karolelano ho feta lipikselse tsohle tse khanyang) tsa ntho ea 'nete le e tsosolositsoeng (3b).
Litšoantšong 3c e bontša ntho ea sebele (mola o ka holimo) le setšoantšo se entsoeng bocha (mola o ka tlaase) bakeng sa sele ea stem ea k'hothone, le ho 3d ho bontshitswe tshekatsheko ya ho nepahala ha ponelopele.
Ho lekola ho nepahala ha litšoantšo, ho ne ho hlokahala ho bala litekanyetso tsa sebopeho sa sebopeho (SSIM) le tekanyo ea tlhōrō ea lerata-ho-noise (pSNR) ea ntho ea 'nete bakeng sa mocha o mong le o mong oa pono.
Tafole e ka holimo e bontša hore e 'ngoe le e' ngoe ea litsela tse hlano e na le coefficient ea SSIM ea 0,8-0,9 le PSNR e fetang 20. Ho latela hore ho sa tsotellehe phapang e tlaase ea pontšo ea matheba, ho phahama ha lihlopha tse hlano tsa spectral tse nang le bophara ba 10 nm. ka detector lumella bakeng sa kaho e nepahetseng ka toka sebaka-spectral thepa ea ntho e ithutoang. Ka mantsoe a mang, mokhoa ona oa sebetsa, empa tsena ke liphetho tsa papiso feela. E le hore ba be le tšepo e feletseng mosebetsing oa bona, bo-rasaense ba ile ba etsa letoto la liteko tse sebetsang.
Liphetho tsa liteko
Phapang e 'ngoe ea bohlokoa ka ho fetisisa pakeng tsa papiso le liteko tsa sebele ke tikoloho, ke hore. maemo ao ka ona bobedi di etsoang. Tabeng ea pele ho na le maemo a laoloang, ka lekhetlo la bobeli ho na le maemo a sa lebelloang, i.e. re tla bona hore na ho tsamaea joang.
Ho ne ho nahanoa litsela tse tharo tsa spectral tse nang le bophara ba 8-12 nm tse bohareng ba 450, 550 le 650 nm, tseo, ha li kopantsoe le boholo bo fapaneng bo fapaneng, li hlahisang mebala e mengata.
Setšoantšo #4
Setšoantšo se ka holimo se bontša papiso pakeng tsa ntho ea sebele (e mebala e mengata "H") le e tsosolositsoeng. Nako ea ho pepeseha ha leseli (lebelo la shutter, ke hore ho pepeseha) e ne e behiloe ho 1800 s, e leng se entseng hore ho khonehe ho fumana SNR ka har'a 60-70 dB. Pontšo ena ea SNR, ho ea ka bo-rasaense, ha e bohlokoa haholo bakeng sa teko, empa e sebetsa e le tiiso e eketsehileng ea ts'ebetso ea mokhoa oa bona, haholo-holo tabeng ea lintho tse rarahaneng. Ha e le hantle, eseng maemong a laboratori, mokhoa ona e ka ba taelo ea boholo ka potlako.
Mola o ka holimo oa setšoantšo #4 o bontša ntho ho bolelele bo bong le bo bong (ho tloha ka ho le letšehali ho ea ho le letona) le ntho ea 'mala o feletseng.
Ho fumana setšoantšo sa ntho ea 'nete ka lebaka la ho nka litšoantšo, k'hamera ea pono ea k'homphieutha e ile ea sebelisoa ka li-filters tse loketseng tsa li-bandpass ho etsa setšoantšo sa likarolo tsa spectral ka ho toba le ho fumana setšoantšo sa mebala e feletseng ka ho akaretsa liteishene tsa spectral tse hlahisoang.
Mola oa bobeli oa setšoantšo se ka holimo o bonts'a mekhoa ea autocorrelation ea mocha o mong le o mong oa spectral o tsosolositsoeng o etsang litekanyo tse ngata tse kenyellelitsoeng sethaleng sa ts'ebetso ea data.
Mola oa boraro ke ntho e tsosolositsoeng mocha o mong le o mong oa spectral, hammoho le ntho e ncha e entsoeng ka mebala e feletseng, ke hore. sephetho sa ho qetela sa pono.
Setšoantšo se nang le mebala e feletseng se bontša hore boholo bo lekanyelitsoeng pakeng tsa liteishene tsa spectral le bona bo nepahetse, kaha 'mala oa setšoantšo se kopantsoeng se tsosolositsoeng se lumellana le boleng ba sebele,' me coefficient ea SSIM e fihla ho feta 0,92 bakeng sa mocha ka mong.
Mola o ka tlase o tiisa polelo ena, o bontša papiso ea matla a ntho ea sebele le e tsosolositsoeng. Lintlha tse tsoang ka bobeli li lumellana ka mefuta eohle ea spectral.
Ho latela ho tsoa ho sena hore esita le boteng ba lerata le liphoso tse ka 'nang tsa e-ba teng tsa mohlala ha lia ka tsa re thibela ho fumana setšoantšo sa boleng bo phahameng,' me liphello tsa liteko li ne li amana hantle le liphello tsa mohlala.
Teko e hlalositsoeng ka holimo e entsoe ho nahanoa ka liteishene tse arohaneng tsa spectral. Bo-rasaense ba ile ba etsa teko e 'ngoe, empa lekhetlong lena ka liteishene tse haufi, kapa ho e-na le hoo ka mefuta e sa khaotseng ea 60 nm.
Setšoantšo #5
Ntho ea sebele e ne e le tlhaku “X” le letšoao “+” (5). Sekhahla sa lengolo "X" se batla se tšoana ebile se tsoela pele - pakeng tsa 515 le 575 nm, empa "+" e na le sebopeho se hlophisitsoeng, haholo-holo se pakeng tsa 535 le 575 nm (5b). Bakeng sa teko ena, tlhahiso e ne e le 120 s ho fihlela se batloang (joaloka pele) SNR ea 70 dB.
Sefefo sa 60 nm wide bandpass se ile sa boela sa sebelisoa holim'a ntho eohle le sefe se tlaase-tlaase holim'a letšoao la "+". Nakong ea kaho bocha, 60 nm spectrum e arotsoe ka likanale tse 6 tse haufi le bophara ba 10 nm (5b).
Joalokaha re bona ho tsoa litšoantšong 5s, litšoantšo tse hlahisoang li lumellana hantle haholo le ntho ea sebele. Teko ena e bontšitse hore ho ba teng kapa ho se be teng ha li-spectral correlations sebakeng se lekantsoeng ha se ame katleho ea mokhoa oa ho nka litšoantšo o ithutoang. Bo-rasaense ka bobona ba lumela hore karolo e kholoanyane ts'ebetsong ea pono, kapa ho e-na le katleho ea eona, ha e bapaloe haholo ke litšobotsi tsa spectral tsa ntho joalo ka ho lekanya tsamaiso le lintlha tsa mochine oa eona oa ho kenyelletsa.
Bakeng sa tlhaiso-leseling e batsi mabapi le li-nuances tsa thuto, ke khothaletsa ho sheba и ho eena.
Epilogue
Mosebetsing ona, bo-rasaense ba hlalositse mokhoa o mocha oa ho nka litšoantšo tse ngata ka mochine o fapaneng. Ho feto-fetoha ha matheba a macha a itšetlehileng ka bolelele ho sebelisa lesoba la likhoutu ho nolofalelitse tekanyo e le 'ngoe e nang le makhetlo a mangata le lipalo tsa matheba ka mokhoa oa ho ithuta ka mochini oa OMP algorithm.
Ho sebelisa mohlala oa "H" e nang le mebala e mengata, bo-rasaense ba bontšitse hore ho shebana le liteishene tse hlano tsa spectral tse tsamaellanang le violet, tse tala le tse tharo tse khubelu li lumella motho hore a fumane tsosoloso ea setšoantšo se nang le mebala eohle ea pele (e putsoa, mosehla, joalo-joalo).
Ho ea ka bafuputsi, mokhoa oa bona o ka ba molemo litabeng tsa bongaka le tsa linaleli. Mmala o na le tlhahisoleseding ea bohlokoa ka mahlakoreng ka bobeli: ho astronomy - lik'hemik'hale tsa lintho tse ithutoang, meriana - sebopeho sa limolek'hule tsa lisele le lisele.
Nakong ena, bo-rasaense ba hlokomela bothata bo le bong feela bo ka bakang ho se nepahale ha pono: liphoso tsa mohlala. Ka lebaka la nako e telele e hlokahalang ho phethela ts'ebetso, liphetoho tikolohong li ka hlaha tse tla hlahisa litokiso tse neng li sa hlokomeloa mothating oa boitokiso. Leha ho le joalo, nakong e tlang re rera ho fumana mokhoa oa ho fokotsa bothata bona, e leng ho tla etsa hore mokhoa o hlalositsoeng oa ho etsa litšoantšo o se ke oa nepahala feela, empa hape o tsitsitse tlas'a maemo leha e le afe.
Labohlano ho tloha holimo:
Mabone, mebala, 'mino le lihlopha tse tharo tsa li-weirdo tse tummeng ka ho fetisisa lefatšeng (Blue Man Group).
Re leboha ho bala, lula u labalabela ho tseba, 'me u be le mafelo-beke a monate bashanyana! 🙂
Kea leboha ka ho lula le rona. Na u rata lingoliloeng tsa rona? U batla ho bona litaba tse ling tse khahlisang? Re tšehetse ka ho etsa odara kapa ho khothaletsa metsoalle, Theolelo ea 30% bakeng sa basebelisi ba Habr ho analog e ikhethang ea li-server tsa boemo ba ho kena, e iqapetsoeng ke rona bakeng sa hau: (e fumaneha ka RAID1 le RAID10, ho fihla ho li-cores tse 24 le ho fihla ho 40GB DDR4).
Dell R730xd makhetlo a 2 ka theko e tlase? Ke mona feela naheng ea Netherlands! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - ho tloha $99! Bala ka
Source: www.habr.com