تخلق المواد المهيكلة المصممة بالذكاء الاصطناعي صورًا فائقة الدقة باستخدام شاشة منخفضة الدقة
إحدى التقنيات الواعدة التي يتم تطويرها لأنظمة الواقع المعزز / الافتراضي من الجيل التالي (AR / VR) هي عروض الصور الثلاثية الأبعاد التي تستخدم الإضاءة الضوئية المتماسكة لمحاكاة الموجات الضوئية ثلاثية الأبعاد التي تمثل، على سبيل المثال، الكائنات الموجودة في المشهد.
يمكن لشاشات عرض الصور الثلاثية الأبعاد هذه تبسيط الإعداد البصري للشاشة القابلة للارتداء، مما يؤدي إلى عوامل شكل مدمجة وخفيفة الوزن.
من ناحية أخرى، تتطلب تجربة AR / VR المثالية تكوين صور عالية الدقة نسبيًا ضمن مجال رؤية كبير لتتناسب مع الدقة وزوايا الرؤية للعين البشرية.
ومع ذلك، فإن إمكانيات أنظمة عرض الصور الثلاثية الأبعاد مقيدة بشكل أساسي بسبب العدد المحدود من وحدات الالبيكسللتي يمكن التحكم فيها بشكل مستقل في أجهزة عرض الصور الحالية ومعدلات الإضاءة المكانية.
أفادت دراسة حديثة نُشرت في Science Advances عن مادة انتقالية مصممة للتعلم العميق يمكنها عرض صور فائقة الدقة باستخدام شاشات عرض منخفضة الدقة.
استخدم باحثو جامعة كاليفورنيا، بقيادة البروفيسور أيدوغان أوزكان ، في ورقتهم البحثية التي تحمل عنوان “عرض الصور فائقة الدقة باستخدام أجهزة فك التشفير الانعكاسية”، التعلم العميق في هندسة طبقات الانكسار الناقلة مكانيًا على مقياس الطول الموجي، وابتكروا وحدة فك ترميز للصور المادية تعتمد على المواد التي تحقق إسقاط صورة فائقة الدقة حيث ينتقل الضوء عبر طبقاته.
تخيل أن هناك دفقًا من الصور عالية الدقة تنتظر في السحابة أو جهاز الكمبيوتر المحلي الخاص بك ليتم إرسالها إلى شاشتك المثبتة على الرأس أو التي يمكن ارتداؤها من أجل التصور الخاص بك.
بدلاً من إرسال هذه الصور عالية الدقة إلى شاشتك القابلة للارتداء، تقوم هذه التقنية الجديدة أولاً بتشغيلها من خلال شبكة عصبية رقمية (المشفر) لضغطها في صور منخفضة الدقة تشبه الرموز الشريطية، وليس لها معنى للعين البشرية.
ومع ذلك، فإن ضغط الصور هذا يختلف عن طرق ضغط الصور الرقمية الأخرى لأنه لا يتم فك تشفيره أو فك ضغطه في الكمبيوتر.
بدلاً من ذلك يقوم مفكك الشفرة الانعكاسي القائم على المادة بفك ضغط هذه الصور ذات الدقة المنخفضة جميعها بصريًا ويعرض الصور عالية الدقة المطلوبة حيث يمر الضوء من الشاشة منخفضة الدقة عبر طبقات رقيقة من مفكك الشفرة الانعراج.
لذلك يتم الانتهاء من إلغاء ضغط الصورة من دقة منخفضة إلى عالية باستخدام حيود الضوء فقط من خلال مادة هيكلية سلبية وخاملة، يجعل العملية برمتها سريعة للغاية نظرًا لأن وحدة فك التشفير الانعراج الشفافة يمكن أن تكون رقيقة مثل الطوابع.
بالإضافة إلى كونه فائق السرعة، فإن مخطط فك تشفير الصورة الانعكاسي هذا موفر للطاقة أيضًا لأن عملية إزالة ضغط الصورة تتبع حيود الضوء من خلال مادة سلبية ولا تستهلك الطاقة باستثناء ضوء الإضاءة.
أظهر فريق البحث بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس أن وحدات فك التشفير الانعكاسية المصممة بواسطة التعلم العميق يمكن أن تحقق عامل دقة فائقة يبلغ 4 ~ في كل اتجاه جانبي للصورة، وهو ما يقابل زيادة بمقدار 16 ضعفًا تقريبًا في العدد الفعال للبكسلات المفيدة في الصور المتوقعة.
بالإضافة إلى تحسين دقة الصور المسقطة، توفر شاشة العرض الانعكاسية هذه أيضًا انخفاضًا كبيرًا في متطلبات نقل البيانات وتخزينها بفضل ترميز الصور عالية الدقة إلى تمثيلات ضوئية مضغوطة مع عدد أقل من وحدات البيكسل، مما يقلل بشكل كبير من الكمية من المعلومات التي يجب نقلها إلى شاشة يمكن ارتداؤها.
أظهر فريق البحث بشكل تجريبي عرض الصور الانكساري الفائق الدقة باستخدام مفكك الشفرات الانكساري ثلاثي الأبعاد الذي يعمل في جزء تيرا هيرتز من الطيف الكهرومغناطيسي، والذي يستخدم بشكل متكرر في، على سبيل المثال، الماسحات الضوئية للصور الأمنية في المطارات.
أفاد الباحثون أيضًا أن إمكانات الدقة الفائقة لأجهزة فك التشفير الانعكاسية المقدمة يمكن توسيعها لعرض صور ملونة بأطوال موجية حمراء وخضراء وزرقاء.
قال الباحث الرئيسي في البحث، البروفيسور أيدوغان أوزكان ، “إن تصميم عرض الصور الانعكاسي فائق الدقة هذا سيلهم حلول العرض بدقة محسّنة، ومن المحتمل أن يشكل اللبنات الأساسية لتقنية العرض ثلاثية الأبعاد من الجيل التالي، بما في ذلك، على سبيل المثال، التثبيت على الرأس الأجهزة.”
المؤلفون المشاركون الآخرون لهذا العمل هم البروفيسور منى جراحي، ورئيس نورثروب جرومان للهندسة الكهربائية والحاسوب بجامعة كاليفورنيا، وطلاب الدراسات العليا كاجاتاي إيسيل ، ودينيز مينجو ، ويفان جاو، وأنيكا تاباسوم ، وجينغكسي لي، ويي لو، وكلهم من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس.
المصدر: techxplore
قد يهمك:
