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2013年05月16日

グラスゴーの科学者は、3Dイメージ用の単一ピクセル・カメラを作成。

BBC Newsは、グラスゴー(Glasgow)の科学者は、3Dイメージを作成する低コストの方法を発見した。

それらのシステムは、デジタル・カメラの画像センサの中で使用される何百万ものピクセルの代わりにセンス・ライトに対して単一のピクセルを持っている検知器を使用している。

検知器は、可視光線の頻度を「見る」ことができる。
研究者は、それは医学と地理学に3Dを想像するための新用途を開くことができたと言った。

彼らは、単一のピクセルの検知器が現行制度は「何千」も要したので、「数ポンド」かかると言った。

このシステムの感覚波長への能力、デジタル・カメラとその低コストの能力をはるかに越えて、それを広範囲の産業用の価値のあるツールにすることができた。

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研究者は、油を見つけることから医者が腫物を見つけるのを助けることまで、活用可能性になるかもしれないと言った。

グラスゴー大学の物理学と天文学学校の教授マイル・パジェット(Prof Miles Padgett led the team at University of Glasgow's School of Physics and Astronomy)が開発チームをリードし、この技術を開発した。

彼は、「4つの異なる位置のシングル・ピクセル検知器はデータ・プロジェクターからの光を検知するために使用されます。それは、クロスワードパズルに似ている白黒のパターンの急速に変わるシーケンスを備えたオブジェクトを照らします。」
「これらのパターンの白枡のより多くの物がオブジェクトでオーバーラップする場合、検知器に反射された光の強度はより高い。」
「一連の計画されたパターンと反映された強度は、2Dイメージを生産するためにコンピュータ・アルゴリズムの中で使用されます。」と言った。

彼は、その後、「陰からの形(shape from shade)」と呼ばれる有名な技術を使用して、4つの検知器からのイメージを組み合わせることにより、3Dイメージが作成されたと言った。

想像して計算上のこの3D、あるいはゴースト・イメージングは、わずか数秒でオブジェクトの詳細なイメージを生産する。

従来の3D画像システム、2D情報から3Dイメージを生産するために多数のデジタル・カメラ・センサーを使用していた。

注意深い測定は、多重メガピクセル・イメージが正確に整列することを保証するように要求された。

マイル・パジェット教授は、
「私たちの単一のピクセル・システムは、そのような詳細な測定の必要なしで同様の精度でイメージを作成します。」と言った。

論文の著者Baoqing Sunは、
「単なる従来のデジタル・カメラで見つかった多重メガピクセル検知器ではなく、単一のピクセルを使用する検知器から、より多くの情報を捕らえることができると思うことは少し直観に反したように見えるかもしれません。」
「しかし、デジタル・カメラ・センサーは、可視光線スペクトルに対し、非常に制限のある感度を持っています。しかし、単一のピクセル検知器はX線からTeraHertzまで、可視に達する波長をはるかに越えて情報を捕らえるために容易に作ることができます。」と言っている。

彼らはこれを科学雑誌Scienceで、「3D Computational Imaging with Single-Pixel Detectors」として発表した。

Science 17 May 2013:
Vol. 340 no. 6134 pp. 844-847
DOI: 10.1126/science.1234454
REPORT
3D Computational Imaging with Single-Pixel Detectors
B. Sun1,*,
M. P. Edgar1,
R. Bowman1,2,
L. E. Vittert3,
S. Welsh1,
A. Bowman3,
M. J. Padgett1

1Scottish Universities Physics Alliance, School of Physics and Astronomy, University of Glasgow, Glasgow G12 8QQ, UK.
2Department of Physics, Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Cambridge CB3 0HE, UK.
3School of Mathematics and Statistics, University of Glasgow, Glasgow G12 8QQ, UK.
Corresponding author. E-mail: b.sun.1@research.gla.ac.uk

Science 17 May 2013:
Vol. 340 no. 6134 pp. 821-822
DOI: 10.1126/science.1238415
PERSPECTIVE
APPLIED PHYSICS
Ghost Imaging in Three Dimensions
Daniele Faccio, Jonathan Leach

Received for publication 26 December 2012.
Accepted for publication 28 March 2013.

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