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如果您的汽車擁有的技術(shù)不僅可以警告您車輛的清晰視野 - 相機(jī)，雷達(dá)和激光現(xiàn)在可以在許多標(biāo)準(zhǔn)和自動(dòng)駕駛車輛中使用的方式 - 而且還會(huì)警告您有關(guān)障礙物隱藏的物體。也許這是被停放的汽車擋住的東西，或者只是在街角的建筑物后面看不到的東西。

這種看到你視線之外的東西的能力聽(tīng)起來(lái)像是科幻小說(shuō)，但研究人員在過(guò)去十年里已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，將所謂的“非視線成像”變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

到目前為止，他們不得不依賴昂貴的固定設(shè)備。但是Vivek Goyal和來(lái)自波士頓大學(xué)的一組研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種系統(tǒng)，它采用計(jì)算機(jī)算法和簡(jiǎn)單的數(shù)碼相機(jī)，可以讓我們更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，靈活地看待即將發(fā)生的事情。

(資料圖片)

“有一個(gè)關(guān)于非視距成像的研究社區(qū)，”波士頓大學(xué)電氣和計(jì)算機(jī)工程副教授Goyal說(shuō)?！霸谝粋€(gè)人口密集的城區(qū)，如果你可以在拐角處獲得更大的能見(jiàn)度，這對(duì)安全起著重要作用。例如，你可能會(huì)看到那輛停放的汽車的另一邊有一個(gè)孩子。你也可以想象很多情況下，看到周圍的障礙物將非常有用，例如從戰(zhàn)場(chǎng)上進(jìn)行監(jiān)視，以及在搜索和救援情況下你可能無(wú)法進(jìn)入某個(gè)區(qū)域，因?yàn)檫@樣做很危險(xiǎn)?！?/p>

在2019年1月23日發(fā)表在“ 自然”雜志上的一篇論文中，Goyal和一組研究人員說(shuō)，他們能夠通過(guò)從半影的數(shù)碼照片中捕獲信息來(lái)計(jì)算和重建一個(gè)角落的場(chǎng)景，半影是部分陰影的外部區(qū)域。由不透明物體投射的陰影。

“基本上，我們的技術(shù)可以讓你通過(guò)觀察啞光墻上的半影來(lái)看到角落里的東西，”Goyal說(shuō)。

當(dāng)陰影將普通的墻壁變成鏡子時(shí)

Goyal解釋說(shuō)，在磨砂墻上，光線平均散射，而不是像鏡子那樣集中或反射回一個(gè)方向。通常，這不會(huì)為計(jì)算機(jī)程序提供足夠的有組織的信息來(lái)翻譯即將到來(lái)的可見(jiàn)場(chǎng)景中發(fā)生的事情。但Goyal的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)拐角處有一個(gè)已知的固體物體時(shí)，部分遮擋的場(chǎng)景會(huì)造成模糊的半影。只要不透視，對(duì)象就可以是任何東西。在這種情況下，研究人員選擇使用普通椅子。對(duì)于人眼來(lái)說(shuō)，由此產(chǎn)生的半影可能看起來(lái)不那么多。對(duì)于計(jì)算機(jī)程序，它具有很高的信息量。

通過(guò)輸入對(duì)象的尺寸和位置，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)他們的計(jì)算機(jī)程序可以組織光散射并確定原始場(chǎng)景的樣子 - 所有這些都來(lái)自墻上看似模糊的陰影的數(shù)碼照片。

“基于光線光學(xué)，我們可以計(jì)算并了解場(chǎng)景外觀的哪些子集會(huì)影響相機(jī)像素，”Goyal說(shuō)，“可以計(jì)算出隱藏場(chǎng)景的圖像。”

出于研究目的，他們通過(guò)在LCD顯示器上顯示不同的圖像來(lái)創(chuàng)建不同的場(chǎng)景。但Goyal解釋說(shuō)，使用液晶屏幕沒(méi)有任何根本意義。

例如，可以使用他們的方法重建站在拐角處的人的形象嗎?Goyal說(shuō)，沒(méi)有任何概念障礙阻止它，但他們還沒(méi)有嘗試過(guò)。然而，他們確實(shí)通過(guò)切割彩色的建筑紙張并將它們粘貼在泡沫板上來(lái)制作其他場(chǎng)景，以查看它們的系統(tǒng)是否能夠檢測(cè)出形狀和顏色。Goyal說(shuō)他們的“幼兒園藝術(shù)項(xiàng)目”場(chǎng)景確實(shí)能夠被解釋。

看到周圍的潛力

Goyal解釋說(shuō)，最根本的限制是半影與周圍環(huán)境之間的對(duì)比?！拔覀兲岢龅慕Y(jié)果是針對(duì)一個(gè)相對(duì)黑暗的房間，”他說(shuō)。當(dāng)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室中增加環(huán)境光的水平時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)半影變得更難以看到，并且系統(tǒng)精確重建拐角處場(chǎng)景的能力逐漸變得更糟。

Goyal表示，雖然使用非視距成像的實(shí)際應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走，但突破性的是概念驗(yàn)證。

“在未來(lái)，我想可能會(huì)有某種混合方法，其中系統(tǒng)能夠定位前景不透明物體，并將其納入場(chǎng)景的計(jì)算重建中，”他說(shuō)。

Goyal說(shuō)，他們發(fā)現(xiàn)的最令人興奮的方面是發(fā)現(xiàn)可以從半影中提取出如此多的信息，這些信息幾乎可以在任何地方找到。

“當(dāng)你意識(shí)到可以從它們中提取多少光線時(shí)，你再也無(wú)法以同樣的方式看待陰影，”他說(shuō)。