MIT最令人期待的黑科技!隔“墙”视物

MIT最令人期待的黑科技!隔“墙”视物

隔墙视物,在我们印象当中,是超级英雄们的家常便饭。

MIT最令人期待的黑科技!隔“墙”视物

不过这次,RAVV的合作伙伴MIT的科研人员们,让我们大家圆了一回英雄梦——“隔墙视物”上线,让你看到隐藏在角落的物体。

说起MIT科研人员的这次发现,纯粹就是一个偶然。

时间追溯到2012 年,MIT计算机视觉科学家安东尼奥·托拉尔巴在西班牙海岸度假时,注意到酒店房间墙上出现了一些杂散的阴影。大家第一反应就是影子,但安东尼奥实事看到的却不是。

职业病勾引起了他的好奇心,经过层层分析后,他最终意识到,这些杂影根本不是阴影,而是窗外天台微弱的倒立图像。小孔成像的原理大家都懂,窗户就是最简单的针孔照相机,光线穿过一个小孔,在另一侧形成一个倒立的实像,但在洒满阳光的墙壁上难以察觉。

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在这里,窗户就像是一个最简单的针孔相机,窗外光线通过窗户这个小孔在另一侧形成一个倒立的像,但是这个像在室内光亮的墙壁上几乎不可辨别。

这却让安东尼奥意识到世界上充斥着大量我们的眼睛看不到的视觉信息。这些图像对我们来说是看不见的,但它们一直都存在于我们的周围。

安东尼奥通过计算机解读出了窗台外倒映进来的景象。其实,在我们的日常生活中隐藏了很多视觉信息,而且这些信息都可以通过计算机一一解读。

要在环境中获取更多的视觉信息,一些常见的物体就派上用场了,例如盆栽植物等。生活中随处可见都是这些隐藏的视觉信息的“相机”。

有了这些“相机”,当然还需要有配套的使用说明书。于是,安东尼奥开发了一套妖媚的“隔墙视物”算法。这套算法妖媚的地方在于,隔着墙角拍摄的照片,只需要在其加工下,便可还原出墙角背后的一切。

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对拐角处地面上的阴影半影进行拍摄(图 1),可以获得角落附近物体的信息(图 2)。当隐藏区域内的物体移动时,它们投射到半影上的光线相对墙壁扫过的角度不同。

这些细微的强度和颜色变化通常是肉眼看不到的(图 3),但可以通过算法得到增强。光线从半影的不同角度投射的原始视频显示了:拐角处一个人在移动(图 4);两个人在移动(图 5)。

今年6月,安东尼奥的同事,MIT教授比尔·弗里曼等人通过了树叶的投影,构建出隐藏场景的部分景象。在这个过程中,研究人员通过叶子的阴影,找到缺失的每一组光线,最后将图像拼凑出来。

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用这种光场技术获得的图像远比之前的“意外相机”成像清晰,因为在算法中加入了对外界环境的先验认知。室内植物的形状、自然图像趋于平滑的假设以及其他先验认知,允许研究人员对噪音信号进行推断,这有助于得到更清晰的图像。

目前,自动驾驶汽车已经开始使用直接成像的激光雷达系统。可以想象,它们有一天也可能配备“隐藏相机”来观察角落。

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除此之外,MIT这个算法还可能会在医疗业、安全设备、或检测微小运动的天文学研究中派上用场。纽约大学和Flatiron研究所的天文学家和数据科学家大卫·霍格表示,有必要在天文学中利用这一技术。

即使在军事中,非视线成像这一技术也会有很大的跨度,甚至或许可以救人一命。在不久的将来,这会是一项让各国军方期待的技术。

当然,随着这一技术的应用,随之而来的是带来的隐私问题。当然,安东尼奥认为这个技术是一种工具,可以以多种不同方式加以利用。

为此同时,他感到非常兴奋。不过,让他感到兴奋的不是技术上的可能性,也不是这一技术的使用,而是能够发现隐藏在普通视野之外的现象。

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当然,现在的任务是在更复杂的场景下和现实场景下更好地使用这个技术。

就像安东尼奥说的一样,在世界上有很多东西还等着我们去发现。这个技术,也只不过是我们发现的其中之一。

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