Разработан новый способ оценки шумов фотосенсоров цифровых камер
Исследователи Лаборатории фотоники и оптической обработки информации Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ разработали быстрый и точный метод оценки шумов фотосенсоров цифровых камер, который сможет упростить разработку, тестирование и характеризацию цифровых камер различных типов.
Результаты исследования опубликованы в IEEE Sensors Journal. Цифровые фото- и видеокамеры сегодня часто применяются в науке и технике как компоненты оптико-цифровых систем. Однако качество их работы часто ухудшает шум пикселей фотосенсора, который возникает из-за неравномерности потока фотонов, различия в фоточувствительности пикселей, преобразования сигнала в цифровой вид и других причин.
Знание шумовых параметров фотосенсоров камер позволяет улучшить работоспособность различных систем. Например, можно повысить качество снимков, особенно при регистрации быстропротекающих и динамических процессов, при низкой освещенности сцены и при малом времени экспозиции.
По мере расширения сферы применения цифровых камер, все большее значение приобретает информация о шумах сенсоров. Знание шумовых параметров исключительно полезны для развития таких технологий, как распознавание и отслеживание объектов, автоматическая обработка снимков, 3D-видение и трехмерное восстановление сцен и так далее.
По мнению ученых, информация о шумовых параметрах позволяет синтезировать изображения, которые делает конкретная камера, с реалистичными шумами для обучения в нейросетевых задачах. Она даже помогает оценивать возможности камеры при применении в определенной задаче, оценивая достижимый уровень отношения сигнал/шум, до проведения эксперимента.
«Исследователи НИЯУ МИФИ разработали быстрый и точный метод оценки шумов фотосенсоров цифровых камер. Обычно выделяют четыре основные вида шума фотосенсоров: световой пространственный, темновой пространственный, световой временной и темновой временной. Каждый вид имеет свои особенности, причины и способы подавления. Разработанный метод позволят оценить не только величину полного шума, но и значения каждого вида шума по отдельности, что особенно ценно и полезно», — сообщил сотрудник лаборатории, кандидат физико-математических наук, доцент Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ Павел Черёмхин.
«Разработанный нами метод применяет разделение кадров по группам пикселей, специальную сортировку полученных сигналов и процедуру интерполяции. В результате, для измерения шума достаточно сделать всего лишь четыре снимка: два темновых и два световых. Это чрезвычайно мало в сравнении с рекомендациями современных стандартов, когда требуется регистрировать десятки серий кадров по два снимка в каждом. Кроме того, экспериментальная схема разработанного метода стала проще», – рассказал он.
По словам ученого, метод был апробирован на цифровых камерах с различным устройством фотосенсора, при этом точность измерений оказалась не хуже стандартной, а затраченное на измерения время сократилось в десятки раз. «Разработанный метод можно использовать как отдельно, так и совместно со стандартами, что позволяет применять его, в том числе, при разработке, тестировании и характеризации цифровых камер различных типов», – отметил сотрудник лаборатории, инженер Александр Козлов.
Исследователи продолжат работы по этой теме. Сейчас в лаборатории разрабатываются эффективные методы шумоподавления и цифровые фильтры, входными параметрами которых являются измеренные шумовые характеристики. В ближайшей перспективе – работа по упрощению процедуры идентификации цифровых камер по снимку и некоторые другие прецизионные научные и метрологические задачи. Работа выполнена в рамках гранта Российского научного фонда.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно