このカメラは砂粒のように小さいですが、素晴らしい写真が撮れます

スマートフォンやミラーレス カメラの台頭により、写真機材は過去 10 年間でよりコンパクトになりました。しかし、医療用画像処理や小型ロボット工学などの一部の用途では、現在のカメラ技術は依然として大きすぎることがわかっています。現在、研究者たちは、実験用カメラで可能なことの限界を押し広げました。このカメラは、サイズが塩粒に似ていながら、同様のスケールでの以前の取り組みよりも 1 桁優れた画質を提供します。

メタサーフェス カメラとは

プリンストン大学とワシントン大学の研究者チームによって設計されたこの新しいシステムは  、査読付きジャーナルである Nature Communicationsに先週掲載された論文で詳しく説明されています。ほとんどのカメラに見られる複雑でかさばる複合レンズに取って代わります。幅がわずか 0.5 mm のメタサーフェスを備えたカメラには、内部を通過する光線を形作る 160 万個の円筒形の「ナノポスト」が散りばめられています。

メタサーフェス カメラは、体積が 50 万倍もある従来のカメラとレンズと同等の画質を提供すると言われています。上記の論文とYouTubeビデオのサンプル画像を比較した後、それはおそらく少し寛大すぎると言えますが、チームの成果を少しでも減らしたくはありません。

他のカメラとの違い

ニューラルナノオプティクスは、かさばる従来の複合オプティクスの必要性を取り除きます。プリンストン大学/ワシントン大学

2/3インチセンサーと Edmund Optics 50mm f/2.0 レンズ を組み合わせて従来のカメラと比較すると、特にコーナーでの画質が著しく優れています。しかし同時に、メタサーフェス カメラの結果は、その壮大なサイズの利点を念頭に置くと、非常に印象的です。また、それが提供する結果は、わずか数年前の最新のメタサーフェス カメラによって達成されたものよりもはるかに進んでい ます。

以前のメタサーフェス カメラと比較すると、新しいバージョンは個々のナノポストの設計とその後の画像処理が異なります。ナノチューブの構造は、画質と視野を優先する機械学習アルゴリズムを使用して最適化されました。一方、画像処理アルゴリズムは、ニューラル機能ベースのデコンボリューション技術を採用しました。最後に、新しい画像処理の結果をフィードバックして、ナノチューブ構造をさらに改善しました。

これらの戦略は明らかにうまく機能しており、過去の努力で得られた結果から大きく前進しています。複合光学系は、細部、色、コントラスト、ケラレ、コーナーのシャープネスの点で依然として明らかな利点を持っていますが、テクノロジー間のギャップは確実に縮小しています。

次は何ですか

次に、研究チームはメタサーフェス カメラの計算能力を向上させることを計画しています。これにより、画質が向上するだけでなく、物体検出などの他の機能も向上するはずです。

長期的には、この調査の上級著者である Felix Heide は、スマートフォン市場への参入が目標であると示唆しています。Heide は、スマートフォンの複数のカメラが、背面パネル全体をカメラに変える単一のメタサーフェスに置き換えられる日が来ると予測しています。ぎこちないカメラ バンプの時代はもうすぐ終わりを迎えますか? 希望しかありません。