Gli scienziati hanno preso ispirazione dal modo in cui funzionano gli occhi degli animali per creare un nuovo modo di "vedere" per le telecamere controllate dal computer.

In un nuovo articolo pubblicato oggi sulla rivista Progressi scientifici , I ricercatori dell'Università di Glasgow descrivono un nuovo metodo per creare video utilizzando fotocamere a pixel singolo. Hanno trovato un modo per istruire le telecamere a dare la priorità agli oggetti nelle immagini utilizzando un metodo simile al modo in cui i cervelli prendono le stesse decisioni.

Gli occhi e il cervello degli umani, e tanti animali, lavorare in tandem per dare priorità ad aree specifiche del loro campo visivo. Durante una conversazione, Per esempio, l'attenzione visiva è focalizzata principalmente sull'altro oratore, con meno "tempo di elaborazione" del cervello dedicato ai dettagli periferici. Anche la visione di alcuni animali da caccia funziona in modo simile.

Il sensore del team utilizza un solo pixel sensibile alla luce per creare immagini in movimento di oggetti posti di fronte ad esso. I sensori a pixel singolo sono molto più economici dei sensori megapixel dedicati che si trovano nelle fotocamere digitali, e sono in grado di creare immagini a lunghezze d'onda in cui le fotocamere convenzionali sono costose o semplicemente non esistono, come alle frequenze infrarosse o terahertz.

Le immagini emesse dal sistema sono quadrate, con una risoluzione complessiva di 1, 000 pixel. Nelle fotocamere convenzionali, quei mille pixel sarebbero distribuiti uniformemente in una griglia attraverso l'immagine. Il nuovo sistema del team invece può scegliere di allocare il proprio "budget pixel" per dare priorità alle aree più importanti all'interno del frame, posizionando più pixel a risoluzione più alta in queste posizioni e quindi affinando i dettagli di alcune sezioni sacrificando i dettagli in altre. Questa distribuzione dei pixel può essere modificata da un fotogramma all'altro, simile al modo in cui funzionano i sistemi di visione biologica, per esempio quando lo sguardo umano viene reindirizzato da una persona all'altra.

Dottor David Phillips, Royal Academy of Engineering Research Fellow presso la School of Physics and Astronomy dell'Università di Glasgow, ha condotto la ricerca.

Il dottor Phillips ha dichiarato:"Inizialmente, il problema che stavo cercando di risolvere era come massimizzare il frame rate del sistema a pixel singolo per rendere l'output video il più fluido possibile.

"Però, Ho iniziato a pensare un po' a come funziona la visione negli esseri viventi e mi sono reso conto che costruire un programma in grado di interpretare i dati dal nostro sensore a pixel singolo lungo linee simili potrebbe risolvere il problema. Incanalando il nostro budget di pixel in aree in cui le risoluzioni elevate erano vantaggiose, come dove un oggetto si muove, potremmo istruire il sistema a prestare meno attenzione alle altre aree del telaio.

"Dando priorità alle informazioni del sensore in questo modo, siamo riusciti a produrre immagini con un frame rate migliorato, ma abbiamo anche insegnato al sistema una nuova preziosa abilità.

"Siamo desiderosi di continuare a migliorare il sistema ed esplorare le opportunità per l'uso industriale e commerciale, per esempio nell'imaging medico."

La ricerca è l'ultima di una serie di scoperte sull'imaging a pixel singolo del gruppo di ottica dell'università, guidato dal professor Miles Padgett, che includono la creazione di immagini 3D, perdite di gas di imaging, e 'vedere' attraverso superfici opache.