研究人员利用LED室内照明和智能手机捕获3D图像
随着LED取代传统照明系统，它们为日常照明带来更多智能能力。你可能用智能手机调节家中LED灯光亮度，但研究人员进一步利用动态可控LED创建简单照明系统实现3D成像。
研究人员证明，仅用手机和LED即可执行3D光学成像，无需任何复杂手动过程同步相机与照明。
“在室内区域部署智能照明系统，允许房间内任何相机利用光光并从周围环境检索3D信息，”Emma Le Francois说。“LED正被探索用于多种不同应用，如光通信、可见光定位和成像。未来用于室内照明的LED智能照明系统也许可同时用于所有这些应用。”
人类视觉依赖大脑从两只眼睛两个略微不同方向观看场景重建深度信息。深度信息也可用光度立体成像法获取：一个探测器或相机，结合来自多方向的照明。此照明设置允许记录不同阴影图像，进而重建3D图像。
传统光度立体成像需四个光源（如LED），对称部署在相机视轴周围。新工作中，研究人员展示当物体自上而下照明但从侧面成像时，也能重建3D图像。此设置允许利用顶部室内照明作为光源。
研究人员开发算法以独特方式调制每个LED。这像指纹一样让相机确定哪个LED生成哪个图像，促进3D重建。新调制方法也自带时钟信号，使图像采集可通过相机被动检测LED时钟信号与LED自同步。
为演示新方法，研究人员用其调制方案搭配基于商用LED的光度立体设置。简单Arduino板提供LED电子控制。用智能手机高速视频模式捕获图像。成像一个48毫米高3D打印哑光材质小雕像以避免光面干扰成像。
确定LED和智能手机最佳位置后，研究人员在42厘米距离侧面成像小雕像时实现仅2.6毫米重建误差。此误差率显示重建质量可比其他光度立体成像方法。他们也能重建移动物体图像，证明方法不受环境光影响。
当前系统笔记本重建需几分钟。为实用化，研究人员正通过引入深度学习神经网络将计算时间缩短至几秒，从原始图像数据学习重建物体形状。
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