Privacy protection is a growing concern in the digital era, with machine vision techniques widely used throughout public and private settings. Existing methods address this growing problem by, e.g., encrypting camera images or obscuring/blurring the imaged information through digital algorithms. Here, we demonstrate a camera design that performs class-specific imaging of target objects with instantaneous all-optical erasure of other classes of objects. This diffractive camera consists of transmissive surfaces structured using deep learning to perform selective imaging of target classes of objects positioned at its input field-of-view. After their fabrication, the thin diffractive layers collectively perform optical mode filtering to accurately form images of the objects that belong to a target data class or group of classes, while instantaneously erasing objects of the other data classes at the output field-of-view. Using the same framework, we also demonstrate the design of class-specific permutation cameras, where the objects of a target data class are pixel-wise permuted for all-optical class-specific encryption, while the other objects are irreversibly erased from the output image. The success of class-specific diffractive cameras was experimentally demonstrated using terahertz (THz) waves and 3D-printed diffractive layers that selectively imaged only one class of the MNIST handwritten digit dataset, all-optically erasing the other handwritten digits. This diffractive camera design can be scaled to different parts of the electromagnetic spectrum, including, e.g., the visible and infrared wavelengths, to provide transformative opportunities for privacy-preserving digital cameras and task-specific data-efficient imaging.


翻译:保护隐私是数字时代日益关注的一个问题,在公共和私人场合广泛使用机器视觉技术。现有方法通过数字算法来解决这一日益严重的问题,例如,通过加密相机图像或通过加密相机图像或模糊/模糊图像信息,通过数字算法来解决这一问题。在这里,我们展示了一台照相机设计,通过瞬间全光清除其他对象类别,对目标对象进行特定类成像。这个 differentactive相机由透视表面组成,利用深层学习来进行目标物体类别目标类别的选择性成像,放置在输入场。在制作之后,稀薄的 diffractive 层集体执行光学模式过滤,以准确形成属于目标数据类别或类的物体图像,同时瞬间删除输出场的其他数据类的物体。我们用同样的框架演示了特定类透视相机的设计,其中目标数据类的天体为平偏移,用于所有光级的直径直位加密,而其他物体则使用不可逆的光学模式过滤,从输出数据类、直径的直径直径、直径直径的直径直径直径、直径、直径直径、直径直径直径直径的图像图层的图像的图像的图像部分。

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