هوش مصنوعی طراحی لنز تلفن همراه را سرعت می‌بخشد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینرینگ، محققان دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله در عربستان سعودی با استفاده از هوش مصنوعی به پیشرفت قابل توجهی در توسعه لنز‌های نوری مورد استفاده در دوربین‌های تلفن همراه دست یافته‌اند.

آن‌ها یک مدل هوش مصنوعی پیشرفته ایجاد کرده اند که به طور خاص برای کمک به توسعه این لنز‌ها طراحی شده است.

به گفته محققان، یک رویکرد محاسباتی خودکار برای طراحی لنز نوری سیستم‌های تصویربرداری نویدبخش ارائه راه حل‌های بهینه بدون دخالت انسان را می‌دهد و زمان و هزینه مورد نیاز را کاهش می‌دهد.

نتیجه آن می‌تواند دوربین‌های بهبود یافته برای تلفن‌های همراه با کیفیت برتر یا قابلیت‌های جدید باشد.

یادگیری برنامه درسی

روش طراحی «دیپ لنز» (DeepLens) که توسط «کیانگ فو»، «زینگ یانگ» و «ولفگانگ هایدریش» در دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله  توسعه یافته است، بر اساس مفهوم یادگیری برنامه درسی است.  

این سیستم از یک رویکرد ساختار یافته، تکراری و مرحله‌ای استفاده می‌کند که پارامتر‌های کلیدی سیستم تصویربرداری مانند وضوح، دیافراگم و میدان دید آن را در نظر می‌گیرد.

سیستم‌های هوش مصنوعی، مانند انسان‌ها، برای یادگیری کارهای پیچیده از ابتدا به راهنمایی نیاز دارند.

برای مثال، انسان‌ها قبل از اینکه بتوانند در نهایت پریدن یا ورزش کردن را یاد بگیرند، خزیدن، ایستادن و راه رفتن را یاد می‌گیرند.

به طور مشابه، یادگیری برنامه درسی یک کار پیچیده (در این مورد، طراحی یک سیستم لنز پیچیده) را به نقاط عطف فردی با پیچیدگی فزاینده تقسیم می‌کند، و به طور تدریجی نیاز به وضوح، اندازه دیافراگم و میدان دید را افزایش می‌دهد.

نیازی به مداخله انسانی نیست

نکته مهم این است که این طرح می‌تواند بیش از یک طرح مبتنی بر انسان به عنوان نقطه شروع باشد.

در عوض، می‌تواند یک سیستم نوری ترکیبی با چندین آلمان لنز انکساری، که هر کدام اشکال و ویژگی‌های سفارشی خود را دارند، به طور کامل طراحی کند تا بهترین عملکرد کلی را ارائه دهد.

یانگ اظهار کرد: روش‌های خودکار سنتی تنها به بهینه سازی‌های جزئی در طراحی‌های موجود دست پیدا می‌کنند.

رویکرد ما می‌تواند طراحی‌های پیچیده لنز را از همان ابتدا بهینه کند و ماه‌ها کار دستی یک مهندس باتجربه را تنها به یک روز محاسبه کاهش دهد.

این روش در ایجاد طرح‌های نوری کلاسیک و لنز محاسباتی عمق میدان گسترده بسیار موثر بوده است و در یک سیستم تصویربرداری کلاسیک شش عنصری آزمایش شده است. تکامل آن در طراحی و عملکرد نوری با تطبیق با مشخصات طراحی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.

یانگ توضیح داد: روش ما به طور خاص به طراحی لنز‌های انکساری چند عنصری می‌پردازد که در دستگاه‌هایی از میکروسکوپ‌ها گرفته تا دوربین‌های سلولی و تلسکوپ‌ها رایج است. ما پیش‌بینی می‌کنیم که شرکت‌های مرتبط با دوربین‌های دستگاه‌های تلفن همراه، که در آن محدودیت‌های سخت‌افزاری به کمک محاسباتی برای کیفیت تصویر مطلوب نیاز دارند، علاقه‌مند باشند. روش ما در مدیریت تعاملات پیچیده بین اجزای نوری و محاسباتی برتری دارد.

در حال حاضر، رویکرد دیپ لنز فقط برای عناصر لنز انکساری کاربرد دارد.

با این حال، محققان می‌گویند در حال حاضر در تلاش است تا این طرح را به سیستم‌های نوری هیبریدی که لنز‌های انکساری را با اپتیک‌های پراکنده و متالنز‌ها ترکیب می‌کنند، گسترش دهد.

یانگ در پایان گفت: این کار باعث کوچک سازی بیشتر سیستم‌های تصویربرداری و باز شدن قابلیت‌های جدید مانند دوربین‌های طیفی و تصویربرداری عمقی مشترک را باز می‌کند.

این رویکرد نوآورانه نویدبخش پیشرفت قابلیت‌های دوربین‌های تلفن‌های همراه است که به طور بالقوه منجر به بهبود کیفیت تصویر و افزایش تجربه عکاسی برای کاربران می‌شود.