Wetenschappers verbreken snelheidsrecord 3D-beeldverwerking

Onderzoekers van het Beijing National Research Center for Information Science and Technology (BNRist) hebben laten zien dat het mogelijk is om realtime 3D-beelden te verwerken met 500.000 fps. Dit is een record voor continue 3D-imaging.

Het team heeft een proof of concept ontwikkeld met single-pixel fotodetectoren (in plaats van CCD- of CMOS-sensoren) en snelle gestructureerde verlichting. Met de ontwikkeling van deze technologie mikken ze op belangrijke toepassingen in industriële in-line inspectie.

Digitale apparatuur voor de verwerking van licht kan gestructureerde lichtingspatronen creëren met verversingssnelheden tot in de tientallen kilohertz. De snelheid van de beeldvorming is normaliter echter beperkt tot de beeldsnelheid van de beeldsensor.

De tijdgecodeerde single-pixel 3D-imagingtechnologie van de onderzoekers is in staat om snelheidsbeperkingen in zowel de actieve verlichting, als de beeldsensor te overwinnen. De tijdgecodeerde gestructureerde belichting kan patronen genereren op 50MHz, terwijl single-pixel fotodetectoren, geplaatst onder verschillende ruimtelijke hoeken, een 100 MHZ signaal kunnen verwerken, wat vele malen sneller dan CCD’s of CMOS sensoren.

De snelheid van het belichtingspatroon wordt slechts beperkt door de herhaalfrequentie van de laserpuls, die volgens het team gigahertz-snelheden kan bereiken. Hiermee kan de techniek in principe objecten met een snelheid van 500 m/s in een resolutie van 1 mm vastleggen.

De verkregen beelddata wordt tot een beeld gereconstrueerd door middel van inverse snelle fouriertransformatie (FFT).

Elke meting van de pulstrein die door de scène wordt gereflecteerd, wordt in 20ns voltooid. Binnen elk frame worden 80 metingen gebruikt, waardoor de frameduur van 2µs overeenkomt met een beeldsnelheid van 500.000 fps.

In de demonstratie heeft het team het fotometrische stereo-algoritme gebruikt om een beeld te op een PC-scherm weer te geven. Het algoritme kan ook voor een GPU worden omgezet.

https://arxiv.org/abs/1901.04141

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.