اردو
کیا کیمرہ ماڈیول بغیر لینز کے کام کر سکتے ہیں؟ کمپیوٹیشنل امیجنگ میں انقلابی تبدیلی
سائنچ کی 2025.11.21
ہمیں دہائیوں سے یہ بات عیاں ہے کہ کیمروں کو لینز کی ضرورت ہوتی ہے—بالکل اسی طرح جیسے ہم فرض کرتے ہیں کہ گاڑیوں کو انجن کی ضرورت ہوتی ہے یا فونز کو اسکرین کی۔ لینز طویل عرصے سے "آنکھ" رہے ہیں۔کیمرہ ماڈیولز، روشنی کو موڑ کر سینسرز پر تیز تصاویر مرکوز کرنا۔ لیکن اگر یہ بنیادی مفروضہ اب درست نہ ہو؟ آج، کمپیوٹیشنل امیجنگ، AI الگورڈمز، اور مائیکروفابریکیشن میں ترقی یہ ثابت کر رہی ہے کہ کیمرہ ماڈیولز بغیر لینز کے کام کر سکتے ہیں—چھوٹے، سستے، اور زیادہ ورسٹائل آلات کے لیے دروازے کھولتے ہیں جو امیجنگ ٹیکنالوجی کی قابلیت کو دوبارہ متعین کرتے ہیں۔
بغیر لینز کی انقلاب: یہ سب کیسے کام کرتا ہے
لینس لیس کیمرا ماڈیولز صرف لینس کو ہٹاتے نہیں ہیں—یہ پورے امیجنگ کے عمل کو دوبارہ سوچتے ہیں۔ روایتی کیمرے آپٹیکل لینس پر انحصار کرتے ہیں تاکہ روشنی کو مڑ کر سینسر پر براہ راست تصویر بنائیں۔ لینس لیس سسٹمز اس جسمانی توجہ کو "کمپیوٹیشنل فوکسنگ" سے تبدیل کرتے ہیں: یہ متبادل آپٹیکل ڈھانچوں کے ذریعے خام روشنی کے ڈیٹا کو پکڑتے ہیں اور واضح، قابل استعمال تصاویر کی تعمیر کے لیے الگورڈمز کا استعمال کرتے ہیں۔ یہاں تین انقلابی ٹیکنالوجیز ہیں جو یہ ممکن بناتی ہیں:
1. پروگرام ایبل ماسک امیجنگ: متحرک روشنی کوڈنگ
لینس لیس ٹیکنالوجی میں ایک تبدیلی نانجنگ یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے محققین کی جانب سے آئی ہے، جنہوں نے لینس لیس امیجنگ کے لیے ایک پروگرام ایبل فری نیل زون ایپرچر (LIP) سسٹم تیار کیا ہے۔ لینس کے بجائے، LIP ایک پروگرام ایبل ماسک کا استعمال کرتا ہے جو متحرک فری نیل زون ایپرچرز (FZA) کو ظاہر کرتا ہے—ایسے پیٹرن جو روشنی کو ماڈیولیٹ کرتے ہیں تاکہ مکانی اور تعدد کی معلومات کو حاصل کیا جا سکے۔
نظام دو اہم مراحل میں کام کرتا ہے: پہلے، پروگرام ایبل ماسک FZA کو منتقل کرتا ہے تاکہ متعدد ذیلی اپرچر روشنی کے میدان کے ڈیٹا پوائنٹس جمع کیے جا سکیں۔ پھر، ایک متوازی فیوژن الگورڈم ان ڈیٹا پوائنٹس کو فریکوئنسی ڈومین میں ملا کر ہائی-ریزولوشن امیجز کی تعمیر کرتا ہے۔ نتیجہ؟ روایتی سٹیٹک ماسک لینس لیس سسٹمز کے مقابلے میں 2.5x ریزولوشن میں اضافہ اور 3 dB سگنل-ٹو-نوائس تناسب میں بہتری۔ متحرک موڈ میں، یہ 15 fps تک پہنچتا ہے—جو حقیقی وقت کی اشارہ شناخت اور انسان-کمپیوٹر تعامل کے لیے کافی تیز ہے—جبکہ کیمرہ ماڈیول کے سائز کو 90% تک کم کرتا ہے۔
2. روشنی کی عکاسی کی تصویریں: شیشہ کو "غیر مرئی لینز" کے طور پر
یونیورسٹی آف یوٹاہ کے راجیش مینون نے ایک مختلف طریقہ اختیار کیا: ایک ٹکڑے کے اندر منعکس روشنی کا استعمال کرتے ہوئے روایتی لینز کی جگہ لینا۔ زیادہ تر روشنی شیشے سے گزر جاتی ہے، لیکن ایک چھوٹا حصہ اس کی اندرونی سطحوں سے منعکس ہوتا ہے۔ مینون کی ٹیم نے ایک ایکریلیک گلاس پینل کے کنارے پر ایک CMOS سینسر منسلک کیا اور باقی پینل کو اس بounce ہونے والی روشنی کو پکڑنے کے لیے عکاسی کرنے والی ٹیپ سے لائن کیا۔
جب روشنی شیشے پر پڑتی ہے، تو سینسر عکاسی شدہ سگنلز کا پتہ لگاتا ہے، اور مشین لرننگ الگورڈمز اس ڈیٹا کو تصاویر میں تبدیل کرتے ہیں۔ اس ڈیزائن کی ذہانت اس کی سادگی میں ہے: شیشہ خود ہی بصری عنصر کے طور پر کام کرتا ہے، کسی بھی مڑے ہوئے لینز کی ضرورت کو ختم کرتا ہے۔ جبکہ خام تصاویر انسانی آنکھوں کے لیے دھندلی ہوتی ہیں، ان میں کمپیوٹروں کے لیے اہم معلومات نکالنے کے لیے کافی ڈیٹا موجود ہوتا ہے—ایسی ایپلیکیشنز کے لیے بہترین جہاں مشینیں، نہ کہ انسان، "ناظرین" ہیں۔
3. مائیکرو لینز ایریاز: چھوٹے روشنی جمع کرنے والے
کیلی فورنیا یونیورسٹی، ڈیوس کے محققین نے 3D امیجنگ کے لیے ایک بغیر لینس ماڈیول تیار کیا ہے جو ایک پتلی مائیکرو لینس ارے کا استعمال کرتا ہے۔ ایک بڑے لینس کے برعکس، یہ ارے 37 چھوٹے پولیمر لینس (صرف 12 ملی میٹر قطر میں) کا استعمال کرتا ہے تاکہ روشنی کو متعدد زاویوں سے پکڑا جا سکے۔ ہر مائیکرو لینس ایک انفرادی نقطہ نظر کے طور پر کام کرتا ہے، گہرائی کی معلومات جمع کرتا ہے جسے AI الگورڈمز حقیقی وقت میں 3D امیجز میں دوبارہ تشکیل دیتے ہیں۔
یہ ٹیکنالوجی روایتی 3D کیمروں کی ایک بڑی حد کو حل کرتی ہے: یہ ایک ہی ایکسپوژر کے ساتھ کام کرتی ہے اور پیچیدہ کیلیبریشن سے بچتی ہے۔ ہلکا پھلکا، لچکدار ارے روبوٹ، صنعتی معائنہ، اور VR/AR سسٹمز کے لیے مثالی ہے—جہاں سائز اور رفتار کامل فوٹو-معیاری تصاویر سے زیادہ اہم ہیں۔
حقیقی دنیا کی ایپلیکیشنز: جہاں بغیر لینز کی کیمرے چمکتے ہیں
لینس لیس کیمرا ماڈیولز صرف لیب کے تجربات نہیں ہیں—یہ پہلے ہی مختلف صنعتوں میں عملی استعمالات تلاش کر رہے ہیں، جو ان کے سب سے بڑے فوائد: چھوٹے سائز، کم قیمت، اور پائیداری کی وجہ سے ہیں۔ یہاں وہ شعبے ہیں جو تبدیل ہو رہے ہیں:
VR/AR اور پہننے کے قابل ٹیکنالوجی
VR/AR ڈیوائسز میں سب سے بڑا رکاوٹ جگہ ہے—آنکھوں کی نگرانی یا اشارے کے کنٹرول کے لیے روایتی کیمرہ شامل کرنے سے ہیڈسیٹس بھاری ہو جاتے ہیں۔ لینس کے بغیر ماڈیول اس کا حل پیش کرتے ہیں: مینون کا شیشے پر مبنی نظام VR/AR لینس میں بغیر کسی رکاوٹ کے فٹ ہوتا ہے تاکہ آنکھوں کی حرکت کو ٹریک کیا جا سکے، جبکہ نانجنگ یونیورسٹی کا LIP ماڈیول کا 90% سائز میں کمی اسے ہلکے وزن کے پہننے کے قابل بناتا ہے۔ یہ ماڈیول امیجنگ کی صلاحیتیں شامل کرتے ہیں بغیر آرام یا ڈیزائن کی قربانی دیے۔
طبی امیجنگ
روایتی اینڈوسکوپس لمبی، سخت لینز استعمال کرتے ہیں جو مریضوں کے لیے غیر آرام دہ ہو سکتے ہیں۔ لینز کے بغیر ماڈیولز انتہائی پتلے، لچکدار اینڈوسکوپس کی اجازت دے رہے ہیں جو جسم میں تنگ جگہوں پر نیویگیٹ کرتے ہیں۔ ان کا چھوٹا سائز بھی بافتوں کو نقصان پہنچانے کے خطرے کو کم کرتا ہے، جبکہ کمپیوٹیشنل تعمیر تصویر کی وضاحت کو برقرار رکھتا ہے جس کی ڈاکٹروں کو درست تشخیص کے لیے ضرورت ہوتی ہے۔
سیکیورٹی اور نگرانی
بغیر لینز کے کیمرے ایک خفیہ فائدہ فراہم کرتے ہیں: انہیں کھڑکیوں، دیواروں، یا روزمرہ کی اشیاء میں بغیر کسی کی شناخت کے شامل کیا جا سکتا ہے۔ ہک ویژن جیسے برانڈز نے "غیر مرئی" سیکیورٹی کیمرے متعارف کرائے ہیں جو بغیر لینز کی ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہیں، جو ماحول میں مدغم ہو جاتے ہیں جبکہ حرکت اور سرگرمی کو پکڑتے ہیں۔ ان کی پائیداری—بغیر نازک لینز کے عناصر کے—انہیں سخت بیرونی حالات کے لیے بھی مثالی بناتی ہے۔
موٹر گاڑیاں اور روبوٹکس
خودکار گاڑیوں اور روبوٹوں کو نیویگیٹ کرنے کے لیے کمپیکٹ، قابل اعتماد امیجنگ سسٹمز کی ضرورت ہوتی ہے۔ لینس لیس ماڈیولز گاڑی کے ڈیش بورڈ یا روبوٹ کے بازوؤں میں تنگ جگہوں میں فٹ ہوتے ہیں، جبکہ ان کی لامحدود گہرائی کا میدان (جس کا ایک ضمنی اثر جسمانی فوکسنگ کا نہ ہونا ہے) مختلف فاصلے پر اشیاء کی شناخت میں مدد کرتا ہے۔ 3D قابل مائیکرو لینس ایری ماڈیولز خاص طور پر روبوٹ کی ہیرا پھیری کے لیے مفید ہیں، جو مشینوں کو ان اشیاء کی شکل "دیکھنے" کی اجازت دیتے ہیں جنہیں وہ سنبھال رہے ہیں۔
مارکیٹ کی ترقی: انقلاب کے پیچھے کے اعداد و شمار
بغیر لینز کے کیمرے کی مارکیٹ پھٹ رہی ہے کیونکہ یہ ایپلیکیشنز مقبولیت حاصل کر رہی ہیں۔ 2020 میں، عالمی مارکیٹ کا حجم 25 ارب تھا، اور یہ 2025 تک 60 ارب تک پہنچنے کی توقع ہے—جو 18% سے زیادہ کی CAGR کے ساتھ بڑھ رہا ہے۔ صرف چین میں، مارکیٹ کی توقع ہے کہ 2025 تک 21 ارب ڈالر (150 ارب RMB) تک پہنچ جائے گی، جو صارفین کی الیکٹرانکس اور طبی آلات کی طلب سے چل رہی ہے۔
اہم کھلاڑی جیسے ہیٹچی، ٹیلیڈائن پرنسٹن انسٹرومنٹس، اور ہواوے اس ٹیکنالوجی میں بھاری سرمایہ کاری کر رہے ہیں۔ یہاں تک کہ روایتی کیمرہ کے بڑے نام جیسے کینن اور سونی بھی پہننے کے قابل اور IoT مارکیٹس میں مقابلہ برقرار رکھنے کے لیے لینس کے بغیر ڈیزائن کی تلاش کر رہے ہیں۔ اس کی بنیادی وجہ؟ لاگت: لینس کو ہٹانے سے کیمرہ ماڈیولز کے سب سے مہنگے اجزاء میں سے ایک کو ختم کر دیا جاتا ہے، جس سے امیجنگ کو مزید آلات کے لیے قابل رسائی بنایا جا رہا ہے۔
چیلنجز اور آگے کا راستہ
بغیر لینز کے کیمرے کے ماڈیولز مکمل نہیں ہیں—ابھی۔ انہیں تین اہم چیلنجز کا سامنا ہے جن کو محققین حل کرنے کی کوشش کر رہے ہیں:
پہلا، کم روشنی کی کارکردگی۔ بغیر لینز کے روشنی کو مرکوز کرنے کے لیے، بغیر لینز کے نظام کم روشنی کی حالتوں میں جدوجہد کرتے ہیں، جس کی وجہ سے شور والی تصاویر بنتی ہیں۔ حالیہ AI ڈی نوائزنگ میں ترقی، جیسے کہ EPFL کا طریقہ جو بیرونی روشنی کو مدنظر رکھتا ہے، کارکردگی کو بہتر بنا رہا ہے، لیکن رات کے وقت کی نگرانی جیسے کم روشنی کے ماحول کے لیے مزید کام کی ضرورت ہے۔
دوسرا، اعلیٰ قرارداد کی حدود۔ جبکہ LIP ٹیکنالوجی متاثر کن قرارداد کے فوائد حاصل کرتی ہے، بغیر لینس کے ماڈیولز اب بھی اعلیٰ درجے کے DSLR لینس کی تفصیلات کا مقابلہ نہیں کر سکتے۔ صارفین کی فوٹوگرافی کے لیے، اس کا مطلب یہ ہے کہ وہ جلد ہی روایتی کیمروں کی جگہ لینے کے لیے غیر ممکن ہیں—لیکن مشین وژن اور بنیادی امیجنگ کے لیے، قرارداد پہلے ہی کافی ہے۔
تیسرا، الگورڈم کی پیچیدگی۔ لینس کے بغیر امیجنگ طاقتور پروسیسرز پر انحصار کرتی ہے تاکہ تعمیر نو کے الگورڈمز کو چلایا جا سکے۔ کم طاقت والے آلات جیسے IoT سینسرز کے لیے، یہ بیٹریاں ختم کر سکتا ہے۔ بہتر نیورل نیٹ ورکس اور زیادہ موثر ہارڈ ویئر اس کا حل پیش کر رہے ہیں، لیکن توانائی کی کارکردگی ایک ترجیح بنی ہوئی ہے۔
مستقبل روشن نظر آتا ہے، حالانکہ۔ جیسے جیسے AI الگورڈمز طاقتور ہوتے جا رہے ہیں اور مائیکروفیبرکیشن سستی ہوتی جا رہی ہے، لینس لیس ماڈیولز میں بہتری آتی رہے گی۔ محققین پہلے ہی ملٹی موڈل امیجنگ کی تلاش کر رہے ہیں—لینس لیس سسٹمز کو طبی تشخیص اور مواد کے تجزیے کے لیے پولرائزیشن یا اسپیکٹرل سینسنگ کے ساتھ ملا کر۔ ہم 5G کے ساتھ انضمام بھی دیکھ رہے ہیں، جو مقامی آلات کے بجائے کلاؤڈ سرورز پر حقیقی وقت کی امیج کی تعمیر کی اجازت دیتا ہے۔
نتیجہ: لینز کے دور کا اختتام؟
تو، کیا کیمرے کے ماڈیول بغیر لینس کے کام کر سکتے ہیں؟ جواب ایک زوردار ہاں ہے—اور وہ پہلے ہی اہم شعبوں میں روایتی لینس پر مبنی نظاموں سے بہتر کارکردگی دکھا رہے ہیں۔ لینس کے بغیر ٹیکنالوجی صرف ایک نیاپن نہیں ہے؛ یہ ایک نظریاتی تبدیلی ہے جو کامل تصویر کی وفاداری کے مقابلے میں فعالیت، حجم، اور قیمت کو ترجیح دیتی ہے۔
صارفین کے لیے، اس کا مطلب ہے کہ چھوٹے، زیادہ سستے آلات جو کہ بلٹ ان امیجنگ کے ساتھ ہیں—صحت کی نگرانی کرنے والے سمارٹ واچز سے لے کر وی آر ہیڈسیٹس تک جو کبھی بھی زیادہ ہلکے محسوس ہوتے ہیں۔ صنعتوں کے لیے، اس کا مطلب ہے کہ امیجنگ کے حل جو روایتی کیمروں کی پہنچ سے باہر ہیں، انسانی جسم کے اندر سے لے کر خود چلنے والی گاڑیوں کی تنگ جگہوں تک۔
لینز مکمل طور پر ختم نہیں ہونے والا—اعلیٰ معیار کی فوٹوگرافی اور پیشہ ورانہ ویڈیوگرافی اب بھی آنے والے سالوں میں درست لینز پر انحصار کرے گی۔ لیکن ان اربوں امیجنگ ڈیوائسز کے لیے جو میوزیم کے معیار کی تصاویر کی ضرورت نہیں رکھتے، بغیر لینز کے ماڈیولز غالب آ رہے ہیں۔ جیسے جیسے کمپیوٹیشنل امیجنگ ترقی کرتی رہے گی، ہم جلد ہی یہ پوچھنا بند کر دیں گے "کیا کیمرے بغیر لینز کے کام کر سکتے ہیں؟" اور سوچنا شروع کر دیں گے کہ ہمیں پہلے جگہ پر لینز کی ضرورت کیوں تھی۔
رابطہ
اپنی معلومات چھوڑیں اور ہم آپ سے رابطہ کریں گے۔
WhatsApp
WeChat