Камеры, которые работают, как наши глаза, могут дать повышение астрономам

Камеры, которые имитируют зрение человека, могут иметь ключевые преимущества для астрономов, что позволяет им захватывать чрезвычайно яркие и тусклые объекты на одном и том же изображении и отслеживать быстро движущиеся объекты без размытия движения.

Традиционные цифровые камеры работают путем выборки сетки пикселей много раз в секунду, каждый раз записывая данные из каждого пикселя. Нейроморфные камеры, также известные как камеры событий, работают по -разному. Каждый пиксель отображается только в том случае, если яркости в этом месте изменилась; Если точка на датчике видит ту же яркость, что и в предыдущем чтении, то новые данные не хранятся. Это похоже на то, как сенсорная информация собирается человеческим глазом.

Этот подход имеет несколько преимуществ: он хранит меньше данных для одного и того же видео, потому что записываются только изменяющиеся пиксели, и он может работать с гораздо более высокой частотой кадров. Кроме того, они могут запечатлеть чрезвычайно тусклые объекты, даже если они находятся рядом с очень яркими объектами, которые насыщают кадры, взятые на традиционную камеру, потому что пиксели обнаруживают фотоны в логарифмическом масштабе, а не линейной.

Чтобы изучить потенциал этой технологии для астрономии, Четан Сингх Такур В Индийском институте науки Бангалор и его коллеги установили нейроморфную камеру на 1,3-метровом телескопе и телескопе 20-сантиметровых мирроров в исследовательском институте наблюдений Арьябхатта в Уттаракханде, Индия.

Они смогли четко захватить метеориты проходят между землей и луной, а также изображение бинарной системы Сириусакоторый состоит из Сириуса А – самой яркой звезды в ночном небе – и Сириусе Б.

Сириус А примерно в 10 000 раз ярче, чем Сириус Б.В Это означает, что они никогда не могут быть четко захвачены на одном изображении с традиционными датчиками, говорит Марк Норрис в Университете Центрального Ланкашира, Великобритания, который не участвовал в работе.

По словам Сингха Такура, нейроморфные камеры также очень хороши в обнаружении быстро движущихся объектов из-за их более высокой частоты кадров. «Вы действительно можете добиться высокой скорости, как несколько килохерц, и преимущество в том, что если что -то движется очень быстро, вы сможете его захватить. Нормальная камера просто даст вам размытие движения».

По словам Норриса, телескопы часто имеют несколько датчиков, которые можно переключать и выключаться по мере необходимости. Нейроморфные камеры могут стать еще одним инструментом в арсенале астрономов для ситуаций, когда вы хотите одновременно посмотреть на очень яркий объект и очень слабый объект, или для просмотра быстро развивающихся объектов, таких как недавно обнаруженные Межзвездный объект 3i/Atlasкоторый проходит через нашу солнечную систему.

Отслеживание быстро движущихся объектов обычно требует либо панорамирования телескопа, чтобы следовать за ним, что размывает фон и затрудняет рассчитание точных мест для расчета, либо позволяя объекту отслеживать через поле зрения телескопа с течением времени, что размывает сам объект. Но нейроморфная камера может точно отслеживать движение объекта в точных точках, а также сохранить фон, чтобы позволить его местоположению.

«Хочу ли я знать, насколько ярко это точно? Или я хочу знать, где это? «Ну, это, возможно, то, как мы могли бы знать оба одновременно».

Но в то время как нейроморфные камеры предлагают некоторые уникальные преимущества, они вряд ли будут использоваться для каждого приложения. Их разрешение имеет тенденцию быть ниже, чем устройства, связанные с зарядом (CCD), тип датчика, обычно используемого в цифровых камерах, и они снимают фотоны с эффективностью до 78 процентов по сравнению с 95 % для CCD. Это означает, что традиционные датчики с большей вероятностью захватят чрезвычайно тусклый объект в пределах обнаружения.