跟AI玩躲猫猫更难了，他们向苍蝇和蝙蝠学到了最先进的成像技术

来自加州大学洛杉矶分校的两名生物工程师和一名前博士后学者共同开发了一类新的仿生3D相机系统，可以模仿苍蝇的多视角视觉和蝙蝠的自然声纳感知，实现对深度可扫描盲点的多维成像。

在计算图像处理技术的支持下，这款相机可以识别隐藏在角落或其他障碍物后面的物体的大小和形状该技术的感知能力远超目前的尖端技术水平，有望应用于自动驾驶或医学成像领域相关研究已经发表在《自然通讯》上

论文截图

在黑暗中，蝙蝠可以通过回声定位来想象周围生动的画面它们不断发出高频呼叫，被周围环境反射后会被耳朵接收到蝙蝠通过接收回声所需时间和声音强度的微小差异，可以实时确定物体在行动路径上的位置和与潜在猎物的距离

许多昆虫有几何复眼，其中每个眼睛由数百到数万个独立的视觉单元组成，这使它们能够从多个角度看到同一物体例如，虽然苍蝇的球形复眼有固定的焦距，使它们很难看到远处的物体，如高举的苍蝇拍，但这也使它们拥有近360度的视野

维基共享资源，托马斯·沙汉/CC 2.0

受这两种动物的启发，加州大学洛杉矶分校领导的团队开始设计具有先进功能的高性能3D相机系统该研究的领导者，加州大学洛杉矶分校萨缪利工程学院生物工程副教授高亮说:虽然这个想法以前就有人尝试过，但主要障碍一直是长距离和周围障碍物的识别为了解决这一问题，我们开发了一种新的计算成像框架，首次使用简单的光学设备和小型传感器阵列来获得既有宽度又有深度的全景图像

这个框架被称为紧凑光场成像，或CLIP，它允许相机系统在更大的深度范围或周围观察物体在实验中，研究人员证明了他们的系统可以看到传统3D相机无法发现的隐藏物体

参考文献

研究人员还使用了一种光探测和测距技术，该技术使用激光扫描周围环境，以创建该地区的三维地图如果没有CLIP，传统的激光雷达将拍摄场景的高分辨率快照，可是，像人眼一样，它将忽略隐藏的对象

研究人员使用七个带有CLIP的激光雷达相机阵列拍摄一个场景的低分辨率图像，处理每个相机的拍摄结果，然后在高分辨率3D成像中重建和合成该场景结果，相机系统可以对包含具有不同距离的多个对象的复杂三维场景进行成像

扩展深度激光雷达快照

如果你遮住一只眼睛，看着你的笔记本电脑，有一个咖啡杯只是稍微藏在电脑后面，你可能看不到它，因为笔记本电脑挡住了视线高亮也是加州纳米系统研究所的成员，他解释说:但是如果你同时用两只眼睛看，你会对物体有更好的了解这有点像这里发生的事情，但现在想象一下用昆虫的复眼看杯子现在，可以从多个角度观察物体

根据Highlighting的说法，CLIP可以以类似的方式帮助相机阵列观察隐藏的对象结合激光雷达，这一系统可以实现蝙蝠回声定位的效果，因此人们可以通过光线反射到摄像头所需的时间来发现隐藏的物体

参考

冯X，马Y，高l .走向多功能立体视觉的紧凑光场摄影.自然通讯，2022，13: 1—10。

研究团队

高亮，通讯员:加州大学洛杉矶分校亨利·萨缪利工程学院副教授，主要研究方向为生物医学光学，超快光学成像，计算光学成像等。

论文信息

出版《自然通讯》杂志

2022年6月9日发布

论文题目紧凑型光场摄影趋势通用三维视觉

域光学成像

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