إطلاق العنان للتصوير المقطعي السحابي بسرعة البرق: خوارزمية جديدة تحول الدراسات المناخية
كيف تشكل الغيوم مستقبل الكوكب؟ الغيوم ليست مجرد أشكال بيضاء منفوشة في السماء. إنها ضرورية لتنظيم مناخ الأرض، لأنها تؤثر على دورة المياه وديناميكيات الغلاف الجوي وتوازن الطاقة. ومع ذلك، فإن دراسة السحب ليست سهلة. تتمثل إحدى طرق القيام بذلك في استخدام أجهزة التصوير المحمولة في الفضاء، ولكن لا يزال هؤلاء المصورون يواجهون تحديات تتعلق بالكفاءة وقابلية التوسع. للتغلب على هذه القيود، قام Ido Czerninski و Yoav Y. Schechner من كلية Viterbi للهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات في التخنيون – المعهد الإسرائيلي للتكنولوجيا، الشريك لـ CloudCT ، بتطوير إطار عمل عكسي فعال لاستعادة التوزيع ثلاثي الأبعاد للسحب.
نُشر بحثهم في 3 كانون الثاني (يناير) في مجلة Intelligent Computing ، وهي مجلة Science Partner Journal.
يمكن استخدام هذا الإطار الجديد للتصوير المقطعي المحوسب القائم على التشتت – أي تشتت التصوير المقطعي المحوسب. طبقت الدراسات السابقة التصوير المقطعي المحوسب للمراقبة السحابية، لكنها واجهت تحديات التكلفة الحسابية وقابلية التطبيق على المشاهد واسعة النطاق. بالإضافة إلى ذلك، يختلف تشتت الضوء في السحب حسب الطول الموجي للضوء وحجم قطرات الماء والجزيئات الأخرى المحمولة جواً. يتوافق هذا المستوى من التعقيد جيدًا مع مجال عرض الصورة وانعكاسها.
التصوير المقطعي السحابي. تلتقط الكاميرات المتعددة صور السحابة من زوايا مختلفة في نفس الوقت. تُستخدم هذه الصور لاحقًا لتحديد شكل السحابة وحجمها وخصائصها الأخرى. الائتمان: في.هولودوفسكي ، إم تزاباري ، وأ
باستخدام خوارزمية جديدة لتسريع العرض العكسي، تمكن المؤلفون من الحصول بدقة وكفاءة على الخصائص ثلاثية الأبعاد للسحب. التقديم العكسي هو تقنية حسابية مستخدمة في رسومات الكمبيوتر ورؤية الكمبيوتر لتقدير خصائص مشهد ثلاثي الأبعاد، مثل الشكل والإضاءة وخصائص المواد للكائنات، من صورة ثنائية الأبعاد. تم توضيح دقة تصوير التحليل السحابي ثلاثي الأبعاد الذي تم الحصول عليه بواسطة هذا الإطار الجديد باستخدام كل من بيانات المحاكاة وبيانات العالم الحقيقي.
يمكن استخدام هذا الإطار الجديد ليس فقط لتشتت التصوير المقطعي، ولكن أيضًا في سياقات العرض العكسي الأخرى، مثل قياس الانعكاس، الذي يستخدم انعكاس الموجات على الأسطح والواجهات لاكتشاف الأشياء أو تمييزها، ومسح الأشعة السينية المبعثر بالأشعة المقطعية، والتي تنتج صور الأعضاء والأنسجة.
على الرغم من أن هذا النهج يمثل تقدمًا حقيقيًا، إلا أنه لا تزال هناك بعض المشكلات. تتطلب دراسة التغذية المرتدة للمناخ السحابي وصفًا دقيقًا للفيزياء الدقيقة للسحب، والذي يتضمن دراسة العمليات الفيزيائية التي تحدث داخل السحب. ومع ذلك، فإن النهج الحالي يمثل المعلمات البصرية، وليس الحجم والمعلمات المادية. لذلك، في الدراسات المستقبلية، يجب توسيع هذا النهج ليشمل المعلمات الفيزيائية الدقيقة. هذا ضروري للاستفادة الكاملة من منهجية هذا العمل لدراسات المناخ.
الابتكار الرئيسي للمؤلفين هو خوارزمية “مسار التدوير والفرز”، والتي تسرع العمل على مشكلة عرض الصورة العكسية. يتطلب العرض العكسي عادةً تكرارات متعددة لتحسين المتغيرات التي تحدد المشهد. يتضمن كل تكرار عمليات تصيير، ولكن يمكن أن يكون العرض بطيئًا للغاية، خاصة عند تشغيله مئات المرات أثناء التحسينات التكرارية. للتغلب على هذه المشكلة، تقوم الخوارزمية بإعادة تدوير المسارات من التكرارات السابقة أثناء عملية العرض العكسي. يستخدم هذا الأسلوب المسارات من التكرارات السابقة لتقدير التدرج اللوني للخسارة عند التكرار الحالي، مما يؤدي إلى تقليل وقت تشغيل التكرار بشكل كبير.
المصدر: scitechdaily
قد يهمك:
