這正是關鍵技術,稱為「壓縮式感應」(Compressive Sensing),是影像壓縮技術的一種。影像資料十分龐大,在傳送的時候壓縮減少資料量,到對方再解壓縮把影像還原。壓縮式感應更進一步,在取像的同時壓縮,用少量的數據就能維持影像的品質,無鏡相機利用這個原理,用亂數 (Random) 隨機方式,打開少數光圈,取得足夠數據製作高品質影像。
下圖左邊是貝爾實驗室無鏡頭照相機的雛形機,看起來是個龐然大物,白色的方形物就是 LCD 光圈組,共劃分為 302 x 217 = 65534 個小光圈,也就是影像的解析度,圖中的一疊書是被攝影的實驗對象。下圖右邊是拍攝的照片,雖然有些模糊,但僅用了 25% 的光圈,也就是只有 16384 個像素,與時下數位相機的幾百萬像素相較,僅是零頭,壓縮比例驚人。
(圖片取 blogcdn 網站)
沒有鏡頭的相機,資料量巨幅減少、便於傳送,沒有鏡頭、便於攜帶,不經鏡頭直接取景、生成的影像完全清晰,而影像的品質取決於光圈的數目與開啟的次數,不因鏡頭而預先固定。另外設備成本便宜,雛形機全由市場買來的現成零件組裝的。目前唯一的缺點是光圈單獨開啟,處理速度過慢,所以不適用動作的拍攝,但在改進之前,至少可作為監視用途。
貝爾實驗室說,沒有鏡頭的照相技術除了用在可見光拍照片,還可以用在於紅外線以及豪米波,豪米波可以穿透輕薄衣服,現在用在機場安檢,類似設備的製造,以後可以大幅度降低成本。
(有興趣的讀者可以參考這篇 LENSLESS IMAGING BY COMPRESSIVE SENSING 學術報告)