¿Puede el método del artículo "Imágenes computacionales de alta calidad a través de lentes simples" competir con lentes convencionales?

Esta respuesta a otra pregunta mía está vinculada a un artículo interesante: Imágenes computacionales de alta calidad a través de lentes simples . Propone el uso de óptica simple y técnicas de fotografía computacional para compensar los diferentes artefactos que surgen en lugar de los complejos sistemas de lentes a los que estamos acostumbrados hoy.

Soy ingeniero y entiendo las matemáticas detrás del papel, pero dudo seriamente que los diseñadores detrás de las lentes comerciales mucho más complejas no lo hayan pensado (y tienen una fuerte razón para no implementarlo). Entiendo que la naturaleza de la PSF (función de dispersión de puntos) presenta problemas en aperturas más amplias, pero hoy en día hay lentes más baratos y lentos para DSLR que podrían usar esta tecnología. Si fuera una alternativa viable, ya debería existir.

Por supuesto, la introducción de estos lentes, si pudieran competir con los sistemas de lentes convencionales, acabaría con el mercado de los fabricantes de lentes convencionales más baratos, pero también les daría una ventaja frente a la competencia. También existe la posibilidad (que creo que es muy pequeña) de que los diseñadores no hayan pensado en ello. También puede ser tan simple como que el método no ofrece la calidad que ofrecen los sistemas de lentes complejos.

¿Este método tiene alguna sustancia real y una aplicación en el mundo real o es solo una ilusión desde un punto de vista muy académico?

Tenga en cuenta que no me estoy metiendo con los científicos detrás del artículo de ninguna manera. Las nuevas ideas son geniales y se hacen grandes descubrimientos todo el tiempo, pero muchas investigaciones nunca llegan a la industria.

Entiendo la idea de lo que está pasando usando esta técnica. (Yo mismo escribí un prototipo de tal cosa). No estoy 100% seguro de cómo implementar desconvoluciones rápidamente y qué tan rápido son. Pero creo que la potencia computacional necesaria es enorme. Además, supongo que el detalle de la foto tiene que ser muy alto. Mi prototipo no funcionaba con imágenes PNG de 8 bits. Necesitaba usar colores de alto detalle (como 16 bits) para obtener los resultados deseados. Solo como demostración, la forma en que implementé la deconvolución (que fue con un enorme sistema de ecuaciones), mi computadora calculó durante más de 5 horas una imagen de 0.3 MP.
¡Ay, adivinación! ¿Puedo jugar yo también? La técnica se basa en saber todo sobre la lente en todas las aperturas y distancias focales, por lo que no tiene sentido buscarla en un sistema de lentes intercambiables a menos que sea un jardín amurallado. Y transfiere el costo en lugar de eliminarlo. Entonces, ¿qué tal usarlo para hacer que las cámaras compactas de lente fija sean más compactas? El sensor curvo de Sony apunta directamente al mismo objetivo.
No estoy seguro de que la comunidad pueda proporcionar algún tipo de respuesta canónica a esto más allá de "el tiempo lo dirá". Mi opinión es que dichos algoritmos mejorarán en eficiencia y aumentarán la potencia de procesamiento (incluido hardware/asics dedicados) para procesar en un tiempo razonable y es más probable que se conviertan en parte de un flujo de trabajo posterior al proceso sobre la base de que si pueden proporcionar mejoras significativas a los diseños de lentes 'pobres' o simples, entonces el vidrio más complejo/de alta ingeniería también debería beneficiarse.

Respuestas (1)

El problema con cualquier intento de revertir la borrosidad óptica estimando/modelando la función de dispersión de puntos es el ruido. En principio, si sabe cómo la lente desenfoca una imagen y tiene una versión precisa de la imagen borrosa, puede reconstruir la imagen original "sin desenfocar".

Pero en presencia de ruido realmente no tienes la imagen borrosa, tienes la imagen borrosa + una carga de incertidumbre que no puedes eliminar, y los métodos de desconvolución se desmoronan muy rápidamente.

No puedo imaginar que haya mucho mercado para lentes que no se puedan usar por encima de ISO100...