یادگیری عمیق، تصویربرداری بی درنگ گوشه‌ها را امکان‌پذیر می‌کند

یادگیری عمیق، تصویربرداری بی درنگ گوشه‌ها را امکان‌پذیر می‌کند

پژوهشگران قدرت نوعی هوش مصنوعی به نام یادگیری عمیق را برای ساخت یک سیستم مبتنی بر لیزر مهار کرده‌اند که می‌تواند گوشه‌ها را بصورت بی‌درنگ تصویربرداری کند.

این سیستم جدید می‌تواند با توسعه بیشتر، به خودروهای خودران امکان دهد تا خودروهای پارک شده و تقاطع‌های شلوغ را به منظور یافتن خطرات یا عابران پیاده، مورد بررسی قرار دهد. این هوش مصنوعی می‌تواند بر روی ماهواره‌ها و فضاپیما برای کارهایی مانند عکس‌برداری درون حفره‌ای روی یک سیارک نصب شود.

محققان می‌گویند: « سیستم تصویربرداری غیر خط دید (non-line-of-sight) ما در مقایسه با رهیافت‌های دیگر، وضوح و سرعت تصویربرداری بالایی را فراهم می‌آورد. این ویژگی‌ها کاربردهایی را ممکن می‌سازند که غیر از این، امکان‌پذیر نبودند».

این سیستم جدید می‌تواند جز‌ئیات کوچک‌تر از یک میلی‌متر یک شی پنهان را از فاصله‌ی یک متری، تشخیص دهد. این سیستم برای تصویربرداری از اشیای کوچک در وضوح بسیار بالا طراحی شده، اما می‌تواند با دیگر سیستم‌های تصویربرداری وضوح پایین نیز ترکیب شود. محققان می‌گویند: «تصویربرداری غیر خط دید، کاربردهای مهمی در تصویربرداری پزشکی، ناوبری، رباتیک و صنایع دفاعی دارد. کار ما گامی به سوی امکان استفاده‌ی آن در چنین کاربردهای متنوعی برمی‌دارد».

سیستم تصویربرداری جدید از یک حسگر دوربین قابل دسترس در بازار، و یک منبع لیزر قدرتمند و در عین حال استاندارد که مشابه لیزر مورد استفاده در نشانگر لیزری است، استفاده می‌کند. پرتوی لیزر، یک دیواره‌ی مرئی را به سوی شی پنهان می‌تاباند و سپس با بازگشت به سوی دیوار، یک الگوی تداخلی به‌نام یک الگوی نقطه‌نقطه تشکیل می‌شود که شکل شی پنهان را رمزگذاری می‌کند.

بازسازی شی پنهان از الگوی نقطه‌نقطه، نیاز به حل کردن مسئله‌ی محاسباتی چالش‌برانگیزی دارد. برای تصویربرداری‌های بی‌درنگ، زمان‌های نوردهی کوتاه نیاز است، اما این امر، نویز زیادی برای الگوریتم‌های موجود تولید می‌کند. پژوهشگران برای حل این مشکل، به یادگیری عمیق روی آوردند.

آ‌ن‌ها می‌گویند: « الگوریتم یادگیری عمیق ما در مقایسه با سایر رهیافت‌های تصویربرداری غیر خط دید، نسبت به نویز مقاوم‌تر است و بنابراین می‌تواند در زمان‌های نوردهی خیلی کوتاه‌تری کار کند. ما با تشخیص دقیق نویز، ‌توانستیم داده‌ها را برای آموزش الگوریتم برای حل مسئله‌ی بازسازی و با استفاده از یادگیری عمیق و بدون داده‌های آموزشی پرهزینه، ترکیب کنیم.»

پژوهشگران این تکنیک جدید را با بازسازی تصاویر حروف و اعداد با ارتفاع یک سانتیمتری پنهان در پشت یک گوشه و با استفاده از یک چینش تصویربرداری با فاصله‌ی حدود یک متری از دیوار آزمودند. این رهیافت در زمان حدود یک چهارم ثانیه، بازسازی‌هایی با وضوح ۳۰۰ میکرون تولید می‌کند. پژوهشگران اکنون در حال کار برای کاربردی کردن بیشتر این سیستم، از طریق وسعت دادن به میدان دید هستند که بتواند اشیای بزرگ‌تر را بازسازی کند.


منبع: phys.org
كلمات كليدي :
تصویربرداری کوانتومی
 
امتیاز دهی
 
 

login