Single pixel perception sharpens focus in frames. La percezione di un singolo pixel affina la messa a fuoco nei fotogrammi.

Single pixel perception sharpens focus in frames. The process of the ENEA RM2012A000637 patent can be very useful in this application. / La percezione di un singolo pixel affina la messa a fuoco nei fotogrammi. Il procedimento del brevetto ENEA RM2012A000637 può essere molto utile in questa applicazione. 

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

A video camera that mimics the way the brains of humans and animals focus their visual attention on the most important object in a scene has been developed in Scotland.

The sensor, developed by researchers at Glasgow University, uses just one light-sensitive pixel to build up moving images of objects placed in front of it.

The device, unveiled in Science Advances, operates by prioritising important objects within the scene, while devoting less processing power to peripheral regions.

Single-pixel sensors are much cheaper than the megapixel devices found in digital cameras, and can create images at wavelengths where conventional cameras are expensive or do not exist, such as at the infrared or terahertz frequencies.

The sensors consist of a conventional lens and a digital micromirror device (DMD), which is made up of a number of mirrors. Each mirror can be individually switched on, to transmit the light from that section of the scene to the sensor, or switched off, to block the light.

Chess board-like masks, in which half of the mirrors are turned on and half are turned off, are used to create the patterns that are displayed on the DMD, according to Dr David Phillips, who led the research.

But unlike previous single-pixel cameras, the new sensor can determine which parts of the scene should be higher resolution, and which should be lower, for each sequential frame, he said.

“I need to make the same number of mask pattern [light] measurements as I want pixels in my final image,” said Phillips.

So by using larger pixels at the edge of the scene, the researchers can reduce the total number of pixels in the image, he said.

“This means we can make fewer measurements of the scene, so we can get a higher frame rate, by trading the resolution in some places,” he said.

To allow the camera to operate autonomously, the researchers have pre-loaded it with a large number of DMD grid patterns. “The camera looks at its previous images to identify changes in the scene from one image to the next,” he said.

It then selects the grid pattern that will put the high-resolution areas over those parts of the scene where something has changed, he said.

“So in this way it autonomously follows the motion in the scene.”

ITALIANO

Una videocamera che imita il modo in cui i cervelli degli esseri umani e degli animali concentrano la loro attenzione visiva sull'oggetto più importante in una scena è stato sviluppato in Scozia.

Il sensore, sviluppato dai ricercatori dell'Università di Glasgow, utilizza un solo pixel sensibile alla luce per costruire immagini in movimento di oggetti collocati davanti a esso.

Il dispositivo, svelato nella rivista  Avanzamenti Scientifici, opera mediante la priorità di oggetti importanti all'interno della scena, mentre dedica meno potenza di elaborazione alle regioni periferiche.

I sensori a singolo pixel sono molto più economici dei dispositivi a megapixel presenti nelle fotocamere digitali e possono creare immagini a lunghezze d'onda dove le fotocamere convenzionali sono costose o non esistono, come ad esempio le frequenze a infrarossi o terahertz.

I sensori sono costituiti da una lente convenzionale e da un dispositivo digitale a micromirror (microspecchio) (DMD), composto da un certo numero di specchi. Ogni specchio può essere attivato singolarmente, per trasmettere la luce da quella sezione della scena al sensore o essere, per bloccare la luce.

Le maschere a scacchi, in cui metà degli specchi sono accesi e metà spenta, vengono utilizzati per creare i modelli che vengono visualizzati sul DMD, secondo il dottor David Phillips, che ha guidato la ricerca.

Ma a differenza delle precedenti fotocamere a pixel, il nuovo sensore può determinare quali parti della scena dovrebbero avere una risoluzione più alta e che dovrebbe essere inferiore per ogni fotogramma sequenziale.

"Devo fare lo stesso numero di misure di maschera [luce] come voglio il pixel nella mia immagine finale", ha detto Phillips.

Quindi, utilizzando pixel più grandi ai bordi della scena, i ricercatori possono ridurre il numero totale di pixel nell'immagine, ha detto.

"Ciò significa che possiamo fare meno misurazioni della scena, in modo da poter ottenere un tasso di fotogrammi superiore, variando la risoluzione in alcuni luoghi", ha detto.

Per permettere alla fotocamera di operare autonomamente, i ricercatori hanno pre-caricato un gran numero di modelli di griglia DMD. "La telecamera esamina le sue immagini precedenti per identificare i cambiamenti nella scena da un'immagine all'altra", ha detto.

Seleziona quindi il modello di griglia che metterà le aree ad alta risoluzione su quelle parti della scena in cui qualcosa è cambiato, ha detto.

"Così in questo modo segue autonomamente il movimento nella scena".

Da:

https://www.theengineer.co.uk/single-pixel-perception-sharpens-focus-in-frames/?cmpid=tenews_3340839