Aparaty cyfrowe

Autofocus jeszcze lepszy dzięki pomysłom naukowców

z dnia
Karol Żebruń | Redaktor serwisu benchmark.pl
7 komentarzy Dyskutuj z nami

Choć dla wielu osób może wydać się to paradoksalne, to dotąd nie udało się określić dokładnie, w jaki sposób człowiek jest w stanie tak szybko i bezbłędnie ustawiać ostrość na widziane obiekty. Pracownikom Uniwersytetu w Teksasie udało się jednak opracować algorytm, który prawdopodobnie odzwierciedla działanie systemu ogniskowania wzroku u człowieka.

Brak ostrości, jeśli nie zamierzony, to jedna z najbardziej irytujących wad na zdjęciach wykonanych aparatem fotograficznym. Podczas ustawiania ostrości zwykle polegamy na precyzji systemu automatycznego ustawiania ostrości czyli autofokusa (AF). Niezależnie od tego czy jest to detekcja kontrastu czy detekcja fazowa, cały proces ostrzenia opiera się na metodzie prób i błędów. Czy ludzkie oczy i mózg działają podobnie?

Otóż nie. Mózg ludzki, jak i innych ssaków, jest w stanie prawie natychmiast określić, analizując rozmycie pojedynczego obserwowanego obrazu, jak należy skorygować ostrość. Bez próbowania. 

Oko człowiek autofocus

Wiemy jak z informacji o rozogniskowaniu, stosując odpowiednie algorytmy obliczeniowe, odzyskać ostry obraz. Takie rozwiązanie stosuje się między innymi w astronomii. Problem w tym, że do określenia stopnia rozogniskowania konieczne jest zarejestrowanie odpowiedniej sekwencji obrazów. Ludzkie oko nie może pozwolić sobie na taki komfort - mamy tylko pojedynczy obraz. Dlatego wyzwaniem dla naukowców jest znalezienie sposobu na wydobycie informacji o rozogniskowaniu z tak skąpej ilości danych jakimi dysponuje ludzkie oko. Gdyby to się udało, rozszyfrowalibyśmy tajemnicę ludzkiego autofokusa.

Psychologowie Wilson Geisler i  Johannes Burge z Uniwersytetu w Teksasie twierdzą, że opracowali zestaw filtrów umożliwiający określenie jaką korektę ostrości trzeba zastosować.

Cały algorytm jest dość skomplikowany i uwzględnia takie elementy jak funkcje rozmycia dla poszczególnych obrazów oraz analizę statystyczną. Dlatego ograniczymy się do stwierdzenia, że badania pozwoliły opisać matematycznie stopień rozmycia obrazu i, dzięki temu, że jego wzorzec jest charakterystyczny niezależnie od tego co przedstawia obraz, powiązać go z błędem ogniskowania. A znając błąd można momentalnie poprawić ostrość.

 

Bardzo ciekawym wnioskiem płynącym z badań jest ten, że do określenia odległości, która pomaga w odpowiednim zogniskowaniu wzroku nie jest konieczne nakładanie się pól widzenia dwojga oczu. Obraz rejestrowany przez jedno oko zawiera bowiem wystarczająco dużo danych, aby wydobyć z nich informację o odległości do celu. Wiele małych zwierząt wspomaga się tym mechanizmem, a nie jedynie widzeniem stereoskopowym.

Oczy zwierząt

Opisane odkrycie przybliża nas do opracowania jeszcze dokładniejszego i szybszego niż dotychczas stosowane systemu AF dla aparatów, kamer i innych urządzeń wymagajacych ustawiania ostrości. I to bez konieczności konstruowania nowych urządzeń. Oczywiście droga do celu jeszcze bardzo daleka, ale widać, że w dziedzinie rejestracji obrazu czeka nas jeszcze wiele niespodzianek.
 

Więcej o przetwarzaniu obrazu:

Źródło: University of Texas, fot Wilson Geisler

Komentarze

7
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Dodaj
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    tommyt1983
    af w obiektywach za kilka tys jest wystarczyajaco szybki ale niestety nie w 100% dokładny.w ciemnosci bez wspomagania podczerwieni niestety ale wariuje
  • avatar
    shamoth
    Zajebiście, że psychologowie wpie... zajmują się rzeczami ze zgoła innej dziedziny niż powinni, lepiej niech dalej analizują psychologię widzenia i dostarczają nowe narzędzia marketingowcom.
    Już dawno był gdzieś opisany mechanizm "ostrzenia" i ten ich rzekomy zestaw filtrów u człowieka powstaje w pierwszych dniach życia kiedy uczy się koordynacji oko/ręka a gdzie przy okazji jest trenowana akomodacja oka.
    Mózg po prostu z czasem uczy się jak interpretować zmiany obrazu - ciągła komparacja - i jak korygować ogniskową oka.
    Dlaczego rano - po spoczynku oka - tak ciężko złapać nam ostrość? Pomijając senność/lenistwo/niechęć do wstania, po prostu jest ustalany aktualny stan oczu po rzekomym spoczynku, który tak naprawdę nie występuje bo w nocy ganiamy oczyma jak głupi, i znajdowany jest w przestrzeni ostry punkt odniesienia.
    Albo sytuacje w których oko jest celowo oszukiwane i wyuczony mechanizm mówi że ogniskowa ma być taka ale po jej zastosowaniu jest nieostro i zaczyna się "szukanie" ostrości.
    Wtedy, w mniejszym lub większym stopniu, świadomie mówimy mózgowi że jeśli ustawi za krótką/długą ogniskową to widzimy wyraźnie. Niestety na dłuższą metę taki stan jest cholernie męczący dla mózgu i oczu bo kłóci się z tym jak mózg został "zaprogramowany" w dzieciństwie.
    Np okularowe, ale i bezokularowe, technologie 3d powodujące na dłuższą metę zmęczenie lub bóle głowy.
    Ciągłe bóle głowy, które przechodzą po wizycie u okulisty i zaczęciu regularnego noszenia okularów.
  • avatar
    miedzianek
    "nie zamierzony"


    Piszemy razem;)
  • avatar
    Konto usunięte
    Chyba pan redaktor nie widział jak ustala się ostrość w aparatach lustrzankowych, tam ustawienie ostrości to kwestia szybkości obiektywu i oświetlenia celu, no i oczywiście odpowiedniego wyboru punktu w kadrze który ma być ostry, reszta zajmuje ułamek sekundy.