새로운 레이저 스캐닝 방법이 모바일폰에 적용할 수 있는 작고, 저렴한 3D 카메라를 만들 수 있도록 해줄 것이다. MIT의 연구원들은 TOF(time-of-flight) 시스템을 개발하고 있다. 이것은 저렴한 광검출기와 스마트폰에서 사용되어지는 프로세서 파워를 가지고 있으며 자세한 3D 영상을 만들기 위해서 특별히 디자인되어진 알고리즘을 사용하고 있다.
수천파운드의 가격인 일반적인 TOF 카메라는 레이저 펄스를 가진 장면을 투영하고, 반사된 빛을 모으기 위해서 고가의 센서를 사용함으로서 깊이 정보를 측정하게 된다. 그리고 반사된 빛이 되돌아오는 시간을 카운트하게 된다. 그러나 MIT 시스템은 단일 빛검출기인 단일 픽셀 카메라를 사용하게 된다. 이것은 3D 카메라의 시장 리더인 Xbox 게임 콘솔을 위한 Microsoft Kinect을 대체할 만큼 충분히 휴대가능한 것이 될 수 있다는 것을 의미한다.
‘소비자 가전 시장에서 사람들은 몰입형 통신(immersive communication)을 위한 3D에 매우 관심이 있지만, 또한 HCI(human-computer interaction)를 위한 3D에도 관심이 있다.’ 라고 MIT의 가전연구실 Vivek Goyal이 말했다.
이 시스템은 압축 센싱 분야의 일반적인 방법을 사용하고 있는데 이것은 단일 픽셀에 의해서 측정되어진 빛의 세기로부터 2차원의 시각영상을 재구성하기 위한 알고리즘을 위해 충분한 정보를 제공하게 된다.
깊이 정보에 3차원을 추가하기 위해서, 연구원들은 파라메트릭 신호처리라는 기술을 사용하게 된다. 그 기술에서 시스템은 빛이 비추는 모든 표면들과 평평한 평면들을 가정하게 된다.
이것은 곡선의 표면으로부터 빛을 측정할 필요가 있는 수학 문제를 간단하게 만들어주며, 최소한의 시각 정보들로부터 매우 정확한 깊이 정보를 만들기 위한 알고리즘을 만들도록 해준다. 그리고 이것은 평범한 아날로그 대 디지털 변환기, 규격 부품들이 이미 모든 모바일폰에서 발견되고 있다는 것과 저가의 광감지기가 빛의 전파시간을 산출할 수 있는데 사용될 수 있다는 것을 의미한다.
이 센서는 입력의 변화를 기록하는데 약 0.7나노초가 소요되어진다. 이 시간 동안에 빛은 약 21cm 정도를 움직이게 되며, 빛으로부터의 모든 정보가 모두 모호해지게 된다. 그러나 파라메트릭 알고리즘 때문에, 이 시스템은 단지 2mm가 떨어져 있는 물체들을 구별할 수 있다. ‘빛이 서로 모호해져서 신호들 중에 이렇게 많은 정보들을 가질 수 없는 것처럼 보여진다.’ 라고 Goyal이 말했다.
통신 회사인 Qualcomm사는 이 연구를 지속하기 위해서 십만 달러의 혁신 연구단체 중 하나로서 이 연구팀을 지원하고 있다.