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日本公司推出妹汁茶澳大利亞「尸體農(nóng)場(chǎng)」：腐爛實(shí)驗(yàn)室 →
王丟兜 @ 2015.10.19 , 17:00
用平價(jià)相機(jī)拍出肉眼看不見的隱藏細(xì)節(jié)相比用普通相機(jī)拍攝的圖像(左)，HyperCam的圖像(右)揭示出每個(gè)人獨(dú)有的靜脈和皮膚紋理圖案細(xì)節(jié)。University of Washington
往雜貨店貨框里看去，很難辨別一只桃子、番茄或牛油果是否開始在表皮下面變質(zhì)。
但是，一項(xiàng)由華盛頓大學(xué)和微軟研究院開發(fā)的廉價(jià)相機(jī)技術(shù)有可能使未來消費(fèi)者能分辨出哪一塊水果已完全成熟，或者冰箱里是什么爛了。
該計(jì)算機(jī)科學(xué)和電氣工程師團(tuán)隊(duì)開發(fā)了HyperCam，這是一個(gè)成本較低的高光譜相機(jī)，使用可見光和不可見的近紅外線來“看”到表皮之下并捕捉看不見的細(xì)節(jié)。這種類型的相機(jī)通常用于工業(yè)，成本幾千到幾萬(wàn)美元之間。
在提交到
普適計(jì)算2015年會(huì)議的一篇
論文里，該團(tuán)隊(duì)詳細(xì)說明了一個(gè)成本約為800美元的硬件解決方案，或者加到手機(jī)攝像頭上可能只要50美元。他們還開發(fā)了智能軟件，能很容易地找到高光譜相機(jī)所捕捉到的和肉眼所看到的之間的“隱藏”差異。
例如當(dāng)HyperCam捕捉一只人手的圖像，它們就揭示出那個(gè)人獨(dú)有的靜脈和皮膚紋理圖案細(xì)節(jié)。這可以輔助從手勢(shì)識(shí)別到生物識(shí)別技術(shù)到區(qū)分玩同一個(gè)視頻游戲的兩個(gè)不同的人。
作為HyperCam用于生物特征識(shí)別工具效果的一個(gè)初步調(diào)查，在25個(gè)不同用戶的測(cè)試中，該系統(tǒng)能夠以99%準(zhǔn)確率區(qū)分用戶的手部圖像。
用HyperCam拍攝的HyperFrames以94%準(zhǔn)確率預(yù)測(cè)10種不同水果的相對(duì)程度度，相比之下普通(RGB)相機(jī)只有62%。University of Washington
在另一個(gè)測(cè)試中，研究小組在一周過程中拍攝了10種不同水果的高光譜圖像，從草莓到芒果到牛油果。HyperCam圖像以94%準(zhǔn)確率預(yù)測(cè)了水果的相對(duì)成熟度，而普通相機(jī)相比下只有62%。
“現(xiàn)在還做不到，但以這種硬件的建造方式，你可以想象把它放進(jìn)手機(jī)，”華盛頓大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程及電氣工程教授
Shwetak Patel說。
“有了這種相機(jī)，你可以去雜貨店看到農(nóng)產(chǎn)品表皮下面有沒有問題，知道應(yīng)該挑什么。這就像有一個(gè)食品安全App在口袋里，”Patel說。
今天高光譜成像使用在從衛(wèi)星成像和能源監(jiān)測(cè)到基礎(chǔ)設(shè)施和食品安全檢查的一切，但該技術(shù)的高成本限制它只能用于工業(yè)或商業(yè)用途。華大和微軟研究小組想看他們能否造出一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的和負(fù)擔(dān)得起的高光譜相機(jī)供消費(fèi)者使用。
“現(xiàn)有系統(tǒng)昂貴而難以使用，所以我們決定創(chuàng)建一個(gè)廉價(jià)的高光譜相機(jī)并自行探索這些應(yīng)用，”該項(xiàng)目上的一位微軟研究員
Neel Joshi說，“在造出相機(jī)后，我們就開始把它指向日常物品——真的是我們家里和辦公室里的任何東西——我們都很驚訝于它所揭示出的所有隱藏信息。”
一臺(tái)典型的照相機(jī)將可見光劃分為三個(gè)波段紅色、綠色和藍(lán)色，并使用這些顏色的不同組合生成圖像。但使用電磁頻譜中其它波長(zhǎng)的相機(jī)可以揭示出不可見的差異。
例如，近紅外攝像機(jī)可以顯示作物是否健康，或者一件藝術(shù)作品是否正品。熱紅外攝相機(jī)能可視化熱量從窗口漏出或是過載的電子電路。
HyperCam是華大和微軟研究院開發(fā)的一種低成本高光譜相機(jī)，能揭示肉眼很難或不可能看到的細(xì)節(jié)。University of Washington
“當(dāng)你用肉眼或普通相機(jī)看一個(gè)場(chǎng)景時(shí)，你主要看到的是顏色。你可以說，‘哦，那是一條藍(lán)褲子，’”主要作者華大計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程博士生也是微軟研究員
Mayank Goel說，“而用高光譜相機(jī)，你看到的是組成某物的實(shí)際材料，你可以看到藍(lán)色牛仔布和藍(lán)色棉布的區(qū)別。”
HyperCam使用電磁頻譜的可見光和近紅外部分，用17種不同波長(zhǎng)照亮場(chǎng)景，并為每種波長(zhǎng)產(chǎn)生一個(gè)圖像。
高光譜成像的一個(gè)挑戰(zhàn)是整理產(chǎn)生的大量幀。華大的軟件分析圖像，發(fā)現(xiàn)與肉眼所見最為不同的，基本上直指用戶可能認(rèn)為最有揭示性的那些。
“它挖掘所有可能的不同圖像，并與普通相機(jī)或人類眼睛看到的比較，試圖找看上去最為不同的場(chǎng)景，”Goel說。
剩下的一個(gè)挑戰(zhàn)是該技術(shù)在明亮光線下工作得不是特別好，Goel說，下一步研究會(huì)包括解決這個(gè)問題，并使相機(jī)小到能被集成進(jìn)手機(jī)和其它設(shè)備里。
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