Nel futuro, il parabrezza della tua auto potrebbe diventare una telecamera gigante che rileva oggetti sulla strada. Oppure ogni finestra di una casa potrebbe essere trasformata in una telecamera di sicurezza.

Gli ingegneri elettrici e informatici dell'Università dello Utah hanno scoperto un modo per creare una fotocamera senza ottica in cui una normale lastra di vetro o qualsiasi finestra trasparente può diventare l'obiettivo.

La loro innovazione è stata dettagliata in un documento di ricerca, "L'imaging computazionale consente una fotocamera senza obiettivo trasparente, " pubblicato nel nuovo numero di Ottica Express . Una copia del giornale, che è stato co-autore di Ganghun Kim, laureato in ingegneria elettrica e informatica dell'Università dello Utah, può essere scaricato qui.

Il professore associato di ingegneria elettrica e informatica dell'Università dello Utah, Rajesh Menon, sostiene che tutte le fotocamere sono state sviluppate con l'idea che gli esseri umani guardano e decifrano le immagini. Ma cosa succede se, chiese, potresti sviluppare una fotocamera che possa essere interpretata da un computer che esegue un algoritmo?

"Perché non pensiamo da zero per progettare fotocamere ottimizzate per le macchine e non per gli esseri umani. Questo è il mio punto filosofico, " lui dice.

Se un normale sensore per fotocamera digitale, come quello di un telefono cellulare o di una fotocamera reflex, viene puntato su un oggetto senza obiettivo, si traduce in un'immagine che sembra un blob pixelato. Ma all'interno di quel blob ci sono ancora abbastanza informazioni digitali per rilevare l'oggetto se un programma per computer è adeguatamente addestrato per identificarlo. È sufficiente creare un algoritmo per decodificare l'immagine.

Attraverso una serie di esperimenti, Menon e il suo team di ricercatori hanno scattato una foto del logo "U" dell'Università dello Utah e un video di una figura stilizzata animata, entrambi visualizzati su una lavagna luminosa a LED. Un economico, il sensore della fotocamera standard è stato collegato al lato di una finestra in plexiglass, ma puntato verso la finestra mentre la lavagna luminosa era posizionata davanti al pannello con un angolo di 90 gradi dalla parte anteriore del sensore. L'immagine risultante dal sensore della fotocamera, con l'aiuto di un processore del computer che esegue l'algoritmo, è una foto a bassa risoluzione ma decisamente riconoscibile. Il metodo può anche produrre video full-motion e immagini a colori, Menone dice.

Il processo prevede l'avvolgimento del nastro riflettente attorno al bordo della finestra. La maggior parte della luce proveniente dall'oggetto in foto passa attraverso il vetro, ma quanto basta, circa l'1%, si disperde attraverso la finestra e nel sensore della fotocamera affinché l'algoritmo del computer possa decodificare l'immagine.

Sebbene la foto risultante non sia sufficiente per vincere un Premio Pulitzer, sarebbe abbastanza buono per applicazioni come i sensori di prevenzione degli ostacoli per le auto autonome. Ma Menon afferma che sensori della fotocamera più potenti possono produrre immagini a risoluzione più elevata.

Le applicazioni per una fotocamera senza obiettivo possono essere quasi illimitate. Le telecamere di sicurezza potrebbero essere integrate in una casa durante la costruzione utilizzando le finestre come lenti. Potrebbe essere utilizzato negli occhiali per la realtà aumentata per ridurne l'ingombro. Con gli attuali occhiali AR, le telecamere devono essere puntate verso gli occhi dell'utente per tracciare la sua posizione, ma con questa tecnologia potrebbero essere posizionati ai lati della lente per ridurne le dimensioni. Il parabrezza di un'auto potrebbe avere più telecamere lungo i bordi per acquisire più informazioni. E la tecnologia potrebbe anche essere utilizzata nella retina o in altri scanner biometrici, che in genere hanno telecamere puntate sull'occhio.

"Non è una soluzione valida per tutti, ma apre un modo interessante di pensare ai sistemi di imaging, "dice Menone.

Da qui, Menon e il suo team svilupperanno ulteriormente il sistema, comprese le immagini 3D, risoluzione dei colori più elevata e fotografare oggetti con la normale luce domestica. I suoi esperimenti attuali hanno coinvolto scattare foto di immagini auto-illuminate dalla lavagna luminosa.