【科學新知】雙邊緣解析成像技術可重建被阻隔視線的室內場景

 研究者利用一種稱之為雙邊緣解析成像(two-edge-resolved imaging )的技術,並使用天花板作為觀察平面,重建了被阻隔視線的室內3D場景

 


在偵查搜索、考古、災難救援等場景下,時常無法直接獲得目標的光學影像,故發展出利用熱能或是聲音成像等技術。

非直視成像技術

也有許多使用光學方法的非直視成像(non-line-of-sight imaging)技術正在研究中,利用被遮蔽的目標物體反射到可見表面的光來成像,其中又可區分為主動和被動兩種方法:主動方法經由控制光照至可視表面(牆壁之類的),反射至目標物體,再反射回可視表面成像,缺點為速度慢或只能追蹤少數物件;相較於主動方法,被動方法使用場景既有的光照來重建成像,但經過漫反射後,通常只得到弱信號,且光路徑的訊息也遺失殆盡,大多數方法只能得到1D或2D成像。

雙邊緣解析成像技術

近期一篇刊登在Nature Communications上的研究提出了新方法,研究者採用被動方法,但利用一種稱之為雙邊緣解析成像(two-edge-resolved imaging )的技術,並使用天花板作為觀察平面,重建了3D場景,簡單說,利用室內既有的垂直交角平面,例如門框角,作為參考點,光線從室內物體經由門框角到觀察者可視的天花板時,因為門框有水平和垂直兩個邊緣,光線至天花板時可提供仰角和方位角資訊,藉以重建3D全彩圖像,影像品質可媲美主動方法,且生成速度快。

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參考資料
Czajkowski, R., Murray-Bruce, J. Two-edge-resolved three-dimensional non-line-of-sight imaging with an ordinary camera. Nat Commun 15, 1162 (2024).