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Una macchina fotografica monopixel e senza lenti.

Un gruppo di scienziati dei Bell Labs ha recentemente realizzato una macchina fotografica in grado di scattare fotografie senza utilizzare una lente per formare l'immagine dell'oggetto da ritrarre.

Di per sé l'aver realizzato una macchina fotografica che non sfrutti lenti non rappresenta una grande innovazione. Infatti, la "camera oscura" è uno strumento raffinato utilizzato da secoli dagli artisti per copiare paesaggi senza utilizzare lenti. Nella "camera oscura" l'immagine viene formata facendo passare i raggi di luce provenienti da un oggetto attraverso un piccolo forellino, per poi proiettarli su uno schermo. Se al posto dello schermo si pone una pellicola fotografica, o addirittura direttamente della carta fotografica, si ottiene una macchina fotografica con una profondità di campo infinita, nota come "macchina fotografica stenopeica". Una macchina di questo tipo si presta molto bene per fotografie paesaggistiche, nelle quali tutti i piani a distanze diverse dalla macchina risultano essere a fuoco.

La grande innovazione della macchina fotografica realizzata dai ricercatori dei Bell Labs è l'assenza di un componente equivalente alla pellicola delle macchine tradizionali, o ai sensori multipixel delle macchine digitali. La macchina sfrutta infatti un sensore a singolo pixel. Per riuscire a ottenere un'immagine i ricercatori utilizzano un otturatore a cristalli liquidi che si comporta come il foro stenopeico di una "camera oscura", solo che la posizione del foro viene continuamente modificata in modo casuale. A ogni nuova posizione del foro il sensore monopixel vede i raggi provenire da un punto diverso dell'oggetto da ritrarre. Effettuando una scansione completa di tutti i punti dell'oggetto si otterrebbe una sua immagine completa. I ricercatori hanno però mostrato che una scansione completa non è necessaria. Utilizzando una tecnica di elaborazione del segnale nota come "compressive sampling"  essi sono infatti in grado di ricostruire l'immagine completa utilizzando l'informazione parziale ottenuta campionando anche solo il 25% del segnale. Il processo di acquisizione dell'immagine di una macchina fotografica di questo tipo dà quindi luogo a una compressione nativa dell'informazione, senza bisogno di ricorrere a posteriori agli algoritmi per la compressione dell'immagine utilizzati nelle macchine digitali tradizionali.

Per leggere l'articolo: http://arxiv.org/abs/1305.7181
12 giugno 2013
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