由光学学会 研究人员开发了一种利用头顶发光二极管照明和智能手机创建小雕像3D图像的方法
荣誉:斯特拉斯克莱德大学艾玛·勒·弗朗索瓦 随着发光二极管取代传统照明系统，它们给日常照明带来了更多智能功能
虽然你可以用智能手机调暗家里的发光二极管照明，但研究人员更进一步，利用动态控制的发光二极管创建了一个简单的三维成像照明系统
英国斯特拉斯克莱德大学马丁·道森、约翰尼斯·赫恩斯多夫和迈克尔·劳特领导的研究小组的博士生艾玛·勒·弗朗索瓦说:“目前的视频监控系统，如用于公共交通的视频监控系统，都依赖于只能提供二维信息的摄像头。”
“我们的新方法可以用于照亮不同的室内区域，从而实现更好的三维图像监控，在工厂中创建一个智能工作区，或者让机器人更全面地了解自己的环境
" 在光学学会(OSA)杂志《光学快报》上，研究人员证明了三维光学成像可以用手机和发光二极管进行，而不需要任何复杂的手动过程来使相机与照明同步
“在室内区域部署智能照明系统可以让房间里的任何摄像机使用光线，并从周围环境中检索三维信息，”弗朗索瓦说
“发光二极管正被探索用于各种不同的应用，例如光通信、可见光定位和成像
有一天，用于照亮室内区域的发光二极管智能照明系统可能同时用于所有这些应用
" 从上面照明 当我们用两只眼睛从两个稍微不同的方向观看一个场景时，人类的视觉依赖于大脑来重建深度信息
深度信息也可以使用一种称为光度立体成像的方法来获取，在这种方法中，一个探测器或摄像机与来自多个方向的照明相结合
这种照明设置允许用不同的阴影来记录图像，然后可以用来重建三维图像
在公共区域，发光二极管可以用于普通照明、可见光通信和3D视频监控
该图显示了多址LiFi -无线通信技术，使用光传输数据和设备之间的位置-和可见光定位在火车站
荣誉:斯特拉斯克莱德大学艾玛·勒·弗朗索瓦 光度立体成像传统上需要四个光源，如发光二极管，它们围绕摄像机的观察轴对称布置
在这项新的工作中，研究人员表明，当物体从顶部向下照射但从侧面成像时，三维图像也可以重建
这种设置允许顶置房间照明用于照明
在英国电力系统研究中心“量化”研究项目的支持下，研究人员开发了以独特方式调制每个发光二极管的算法
这就像一个指纹，允许相机确定哪个发光二极管产生哪个图像，以促进三维重建
这种新的调制方法还带有自己的时钟信号，因此图像采集可以通过简单地使用摄像机被动地检测发光二极管时钟信号而与发光二极管自同步
“我们希望通过消除光源和相机之间的联系，使光度立体成像更容易部署，”勒弗朗索瓦说
“据我们所知，我们是第一个演示带有侧面图像采集的自顶向下照明系统的公司，在该系统中，光的调制与摄像机自同步
" 智能手机三维成像 为了证明这种新方法，研究人员使用了基于商用发光二极管的光度立体装置的调制方案
一个简单的Arduino板为发光二极管提供电子控制
图像是用智能手机的高速视频模式拍摄的
他们拍摄了一个48毫米高的雕像，并用哑光材料进行了三维打印，以避免任何可能使成像复杂化的闪亮表面
在确定了发光二极管和智能手机的最佳位置后，研究人员实现了仅2的重建误差
从42厘米外拍摄时，小雕像的尺寸为6毫米
这个误差率表明重建的质量与其他光度立体成像方法相当
他们还能够重建运动物体的图像，并表明该方法不受环境光的影响
在目前的系统中，在笔记本电脑上重建图像需要几分钟时间
为了使该系统实用，研究人员正在努力将计算时间减少到几秒钟，方法是结合一个深度学习神经网络，该网络将学习从原始图像数据重建物体的形状
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