Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) в США разработали камеру, которая способна снимать объекты через стекло, автоматически убирая со снимков портящие картинку блики и отражения.

Пока что камера делает снимки лишь в определенном цвете, однако в будущем технология может пригодиться для создания доступных полноценных антибликовых фотоаппаратов.

Фотографирование объектов через стекло, особенно со вспышкой, чрезвычайно затруднено из-за загрязняющих снимок отражений, неизбежно появляющихся в стекле. В MIT предложили инновационный метод решения этой проблемы, основанный на разнице во времени прихода светового сигнала от различных объектов.

При фотографировании объекта, находящегося за стеклом, отраженный от него свет идет дольше, чем отраженный от стекла, расположенного ближе к фотографу. Тем не менее эта разница настолько мала, что ни одна аппаратура попросту не может ее зафиксировать — с технической точки зрения это потребовало бы наличия камеры, работающей со скоростью света, что принципиально невозможно.

Однако проблему можно решить, если прибегнуть к математическим методам обработки сигнала. Ученые использовали так называемое преобразование Фурье — математическую операцию, которая позволяет разложить сложный сигнал на сумму нескольких простых сигналов определенной частоты, примерно так же, как музыкальный аккорд можно разложить на звуки нескольких отдельных нот.

Источник фото: https://news.mit.edu/

Каждая частота в разложении Фурье характеризуется двумя свойствами — амплитудой и фазой. Если амплитуда говорит о том, какой вклад в общий сигнал внесла какая-либо частота, то фаза способна дать информацию относительно времени прихода сигнала.

Световой сигнал от фотографируемого объекта и от отражений в стекле слегка смещен по фазе, что позволяет идентифицировать, какой из них пришел в отличное от другого время. Именно это позволило ученым с помощью программных методов обработки сигнала отделить изображение фотографируемого объекта от отражений в стекле, портящих снимок.

Полученный результат дает надежду на то, что в будущем эта технология позволит встраивать в потребительские камеры функцию съемки через стекло. Однако, по мнению ученых, произойдет это не скоро, так как инженерам еще предстоит усовершенствовать метод обработки сигнала, чтобы он мог эффективно применяться при съемке во всем диапазоне цветов.

Любопытно, что для проведения эксперимента ученые использовали модифицированную версию потребительской камеры Microsoft Kinect, которая используется для управления игровыми приставками и персональными компьютерами с помощью движений и жестов. По словам изобретателей, их исследование опровергает стереотип о том, что ученым для исследований непременно требуется дорогостоящее оборудование, которое можно найти исключительно в лаборатории.