研究者阅读封闭书籍的原型系统

出版时间:星期五,9月9日,2016—14:38 在里面物理化学

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麻省理工学院的研究人员和他们的同事正在设计一种能阅读封闭书籍的成像系统。
由Barmak Heshmat提供

麻省理工学院的研究人员和他们的同事正在设计一种能阅读封闭书籍的成像系统。在最新一期的自然传播,研究人员描述了该系统的原型,他们在一堆纸上测试过,每一个上面都印着一个字母。系统能够正确识别前九张纸上的字母。

“纽约大都会博物馆对此表现出了浓厚的兴趣,因为他们想,例如,看看那些他们甚至不想接触的古书,”Barmak Heshmat说,麻省理工学院媒体实验室徳赢手机版的研究科学家和这篇新论文的相应作者。他补充说,该系统可用于分析任何组织成薄层的材料,如机械零件或药品的涂层。

Heshmat由Ramesh Raskar在纸上加入,NEC媒体艺术与科学职业发展副教授;阿尔伯特·雷多·桑切斯,媒体实验室相机文化组的研究专家;小组其他两名成员;以及佐治亚理工学院的贾斯汀·隆伯格和阿加西。

麻省理工学院的研究人员开发了一种算法,可以从成堆的纸上获取图像,佐治亚理工学院的研究人员开发了一种算法,将经常失真或不完整的图像解释为单个字母。“这实际上有点吓人,”Heshmat谈到字母解释算法时说。“很多网站都有这些字母认证(captchas),以确保你不是机器人,而且这种算法可以克服很多问题。”

该系统使用太赫兹辐射,微波和红外线之间的电磁辐射带,它比其他能穿透表面的波有几个优点,如X射线或声波。太赫兹辐射已被广泛研究用于安全屏蔽,因为不同的化学物质吸收不同程度的太赫兹辐射频率,为每一个产生一个独特的频率签名。出于同样的原因,太赫兹频率分布可以区分墨水和空白纸,在某种程度上X射线不能。

太赫兹辐射也可以在如此短的爆发中发射,以至于它所经过的距离可以通过它的发射时间和反射辐射返回传感器的时间之间的差异来测量。这使得它比超声波具有更好的深度分辨率。

这个系统利用了这样一个事实:夹在书页之间的是只有20微米深的气穴。vwin徳赢app下载空气和纸之间折射率的差异——它们弯曲光线的程度——意味着两者之间的边界将把太赫兹辐射反射回探测器。

在研究人员的机构中,标准太赫兹照相机发出超短的辐射脉冲,相机内置的传感器可以检测到它们的反射。从反射波到达的时间来看,麻省理工学院的研究人员的算法可以测量到书中每一页的距离。

虽然大部分辐射要么被书吸收要么被书反射,其中一些在返回传感器之前会在页面之间反弹,产生假信号。传感器的电子设备也会发出背景嗡嗡声。麻省理工学院研究人员的算法的任务之一就是过滤掉所有这些“噪音”。

关于页面距离的信息有助于:它允许vwin徳赢app下载算法只关注到达时间表明它们是真实反射的太赫兹信号。然后,它依赖于反射能量的两种不同测量方法以及真实反射能量分布和噪声统计的假设,以提取反射表面化学性质的信息。vwin徳赢app下载

此刻,该算法能够正确地推导出从相机到栈顶20页的距离。但经过九页的深度,反射信号的能量如此之低,以致于频率信号之间的差异被噪声淹没。太赫兹成像仍然是一种相对年轻的技术,然而,研究人员不断努力提高探测器的精度和辐射源的功率,因此,应该可以进行更深入的渗透。

来源:麻省理工学院

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