비록 스마트폰과 기타 소비류 카메라가 갈수록 많은 과학응용에 사용되고있지만 부동한 설비에서 온 수치를 비교하고 조합하기 어렵다.사용하기 쉬운 새로운 표준화 방법을 통해 거의 모든 사람이 장비 없이 카메라를 교정하여 아마추어, 이과 학생 및 전문 과학자가 모든 소비자 카메라를 사용하여 유용한 데이터를 얻을 수 있습니다.
"소비자용 카메라의 낮은 비용은 대규모 배치, 자율 모니터링 또는 시민 과학과 관련된 프로젝트에 이상적입니다."교정 방법을 개발하는 네덜란드 라이튼 대학 연구팀의 올리비에 버그라프 (Olivier Burggraaff) 는 말했다."우리의 표준화 교정 방법은 누구나 더 쉽게 소비자 카메라를 사용하여 공기 중의 에어로졸 입자를 감지하여 오염을 측정할 수 있게 할 것이다."
광학회(OSA) 저널 옵틱스 익스프레스에서 다기관 연구팀은 스마트폰, 디지털 원렌즈 반사 카메라, 무인 카메라에 사용할 수 있는 SPECTACLE(표준화된 촬영 기자재 교정 기술과 카탈로그)라는 새로운 표준화 교정 방법과 데이터베이스를 보고했다.이 데이터베이스를 사용하면 사용자가 카메라에서 다른 사용자가 사용할 수 있도록 교정 데이터를 업로드할 수 있습니다.
"SPECTACLE에는 많은 직접 (DIY) 방법이 포함되어 있으며, 우리는 이러한 방법이 실험실 장비가 필요한 전문적인 방법과 비교할 수 있는 결과를 제공한다는 것을 발견했다"고 Burggraaff는 말했다.
공민 과학 을 개선 하다
표준화 교정 방법의 개발은 Burggraaff와 그의 Letton University의 요구를 충족시키기 위한 것입니다.동료들은 광학 수질을 측정하기 위한 시민과학적 방법을 개발하고 있으며, 스마트폰 액세서리 iSPEX(Planetary Exploration의 Spectropolarimeter)를 사용하여 공기 오염을 측정하기 위해 처음 개발하고 있다.이 추가 구성 요소를 사용하면 스마트폰 카메라가 하이 스펙트럼 및 극화 데이터와 같은 추가 광학 정보를 측정 할 수 있습니다.SPECTACLE와 iSPEX는 지속 가능한 광학 수질 측정 솔루션을 만들기 위해 EU 위원회가 지원하는 MONOCLE(연해 수역, 호수 및 하구 광학 모니터링을위한 다중 척도 관측 네트워크)의 일부입니다.
"스마트폰 카메라를 사용하여 수질을 측정하려면 각 제조업체와 각 장치가 고유 한 특성을 가지고 있기 때문에 그것들을 잘 이해해야합니다."라고 Burggraaff는 말합니다."SPECTACLE은 기존의 여러 교정 방법을 모아 소비자 카메라에 적용함으로써 다른 개발자와 우리가 이러한 카메라를 과학적 목적으로 사용하는 것을 더욱 쉽게 만들 수 있습니다.”
소비자 카메라에 대한 교정 방법은 이전에 개발되었지만 이러한 노력은 소프트웨어에 대한 액세스나 장치에 대한 사용 가능한 정보가 부족하여 종종 방해를 받습니다.예를 들어, 소위 RAW 데이터라고 하는 카메라 센서에서 직접 데이터에 액세스하기 위해 가까울 때까지 또는 초점 또는 노출과 같은 많은 카메라 설정을 제어할 수 없습니다.그러나 새 버전의 iOS와 Android 모두 이 두 가지 버전을 허용합니다.
"SPECTACLE의 일환으로 우리는 몇 년 전에는 불가능했던 RAW 데이터를 사용하여 측정하고 휴대 전화에서 처리하는 두 운영 체제에 대한 프레임워크를 개발하고 있습니다."라고 Burggraaff는 말합니다.
DIY 및 랩 방법
새로운 교정 방법을 테스트하기 위해 연구원들은 몇 대의 카메라를 사용하여 그것들을 이미 정해진 방법과 비교했다.예를 들어, 렌즈가 센서에 빛을 분포하는 방법을 측정하는 DIY 방법(평면 보호라고도 함)이 실험실 설정에서 포인트 볼이 필요한 표준 방법의 결과의 5%와 일치한다는 것을 발견했습니다.DIY 방법에는 카메라에 스티커를 붙이고 태양 이미지 또는 컴퓨터 화면을 가져오는 것이 포함됩니다.
또한 iSPEX가 포함된 스마트폰 카메라의 스펙트럼 응답 곡선을 테스트하고 전문적인 측정 방법의 4% 범위 내에서 결과를 얻을 수 있어 비싸고 조작하기 어려운 단색기가 필요하다.단일 카메라를 단색기로 교정하는 데 반나절이 걸릴 수 있지만 DIY 방법은 태양 아래에서 인쇄 용지 한 장만 찍으면 됩니다.
"우리는 많은 카메라를 테스트했으며 그들 사이에 흥미로운 차이점과 유사점이 있음을 발견했습니다."라고 Burggraaff는 말합니다."예를 들어, 스펙트럼 응답 곡선이라고 하는 다양한 파장의 빛에 대한 카메라의 응답은 대부분의 카메라에서 매우 유사하며, 정확한 이미징 시에도 카메라가 색상을 인식하고 재현하는 데 영향을 줄 수 있는 방법을 보여주는 장치는 소수에 불과합니다.같은 장면입니다."
연구자들은 SPECTACLE 메서드를 더 많은 수의 카메라에 적용하여 데이터베이스를 채우고 카메라 속성을 더 광범위하게 이해할 계획입니다.이 작업은 교정 데이터를 데이터베이스에 업로드하려는 연구자와 모든 사람이 수행합니다.이들은 또 취수와 공기 오염 측정 능력을 높이기 위해 iSPEX 스마트폰 액세서리를 계속 개발하고 있다.이는 SPECTACLE 방법론과 데이터베이스를 사용하여 서로 다른 스마트폰의 데이터를 조합하는 동시에 물리적 설계를 추진하고 데이터에서 과학적 결과를 검색하는 알고리즘을 포함합니다.