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基于普通相機通過圖像重構(gòu)算法把墻面當鏡面的方法
來源:m.yunshuchuan.com 發(fā)布時間:2022年02月18日
   在1月23日的《自然》雜志上 荷蘭烏得勒支大學(Utrecht University)光學物理學家阿拉德?莫斯克(Allard Mosk)表示:“人們通常認為在沒有任何儀器的情況下,幾乎不可能僅用墻壁上散射的光線重建圖像。”“但令人驚訝的是,你可以把一堵墻當作一面鏡子,”研究報告的合著者、馬薩諸塞州波士頓大學(Boston University)工程師維維克·Goyal(Vivek Goyal)說。這樣,工程師們使用普通的數(shù)碼相機,通過分析從墻上反射過來的光線,就能重建隱藏物體的粗略圖像,就像那里有一面鏡子一樣。下面隨定制鏡頭的小編來看看。

   此前幾個研究小組已經(jīng)展示了可以做類似事情的設備,但是當光線照射到白色的墻壁或其他不光滑的表面時,它會向任意方向散射。這種散射信息仍然是可用的,但已經(jīng)被打亂了,研究人員設計了各種技術來解讀這些散射信息。直到最近,這些技術需要通過特殊的照明(如激光掃描)、需要特殊的攝像機,或者兩者兼而有之的設備實現(xiàn)。


   Goyal和他的合作者用一種不同的方法重建了圖像。他們用數(shù)碼相機拍下了隱藏在角落里的電腦屏幕反射的光線。但是他們也在電腦屏幕和墻壁之間放置了一個障礙物——一個黑色的屏幕或者一把椅子,這個障礙物阻擋了一些光線到達墻壁。與一般認知相反的是,障礙物有助于防止光線過于雜亂,從而使算法能夠根據(jù)到達相機的光粒子中包含的信息重建圖像。這一原理類似于針孔照相機(以及某些軟體動物的眼睛)在不使用鏡頭的情況下產(chǎn)生清晰圖像的原理:針孔照相機可以阻擋大部分光線,但通過小孔的光線除外。 Goyal的團隊算法首先從陰影中重建出障礙物的位置,然后再重建隱藏的目標圖像本身。Goyal和他的同事證明,該算法可以重建處屏幕上顯示的各種簡單圖像,甚至是動畫。 Mosk稱其為“一個很好的例子,告訴我們?nèi)绾螌⒄系K轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢。”去年,其他研究小組用普通相機展示了類似的圖像重建技術,但他們的方法依賴于事先知道障礙物的形狀和位置。而原則上,最新算法的未來版本還能在不事先知道障礙物形狀的情況下重建障礙物的形狀。
   因為這項研究的技術不需要特殊的硬件,一旦完善,就可以直接將其轉(zhuǎn)化為消費產(chǎn)品。“這完全有可能成為一款手機應用,”Goyal說,盡管他自己沒有這樣做的計劃。 Goyal說:“不可否認,這項技術能夠開發(fā)出一些有趣的‘極客’應用程序,也可能被用于一些令人毛骨悚然的應用程序。”作者該算法可以用于監(jiān)控危險環(huán)境,如燃燒和倒塌的建筑物,在導航和檢測“隱藏的敵人”。
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