「管中窺豹」新解 可見豈止「一斑」

用一個激光點照進房間,就可以查看裡面可能有甚麼物體。史丹福大學計算成像實驗室

激光反射數據繪製的圖像,再通過AI辨識配對,可基本確定物體。史丹福大學計算成像實驗室

能看到密閉的房間內部,曾經是超級英雄的技能,現在史丹福計算成像實驗室的研究人員擴展稱為「非視距成像」(NLOS)的技術,用一個激光點照進房間,就可以查看裡面可能有甚麼物體。

非視距成像不是一個新想法。這種技術多年來在研究實驗室中不斷改進,用以開發可以看到角角落落的相機,生成不在相機視野中或被一系列障礙物擋住的物體的圖像。以前,該技術利用平面,由相機發出的一系列光脈衝(通常是激光)從這些表面反射,照射到隱藏物體後反彈,返回到相機的傳感器。算法使用有關這些反射時間的信息來生成相機無法看到的圖像。

但是現行的NLOS技術有一個很大的局限性:它們依賴於一個大的反射面,來測量從隱藏物體發出的光反射。

現在,史大計算成像實驗室開發了「鎖孔成像技術」。顧名思義,要看到封閉房間內的東西,只需要一個小孔(例如鎖孔或窺視孔),大小足以讓激光束穿過,在裡面的牆上照上一個光點。激光從牆壁、房間中的物體反射,最終通過小孔反射回相機,相機使用單光子雪崩光電探測器測量激光返回的時間。

研究人員還發現,一個移動的物體長時間曝光在激光光脈衝下,可產生足夠多的可用數據,讓算法繪製出圖像,儘管畫質甚至比以前的NLOS技術更差,但它仍然提供了足夠的細節,來對隱藏對象的大小和形狀進行有根據的猜測。比如一個木製人體模型看起來像一個幽靈天使,但是當與經過適當訓練的圖像識別人工智能(AI)配對時,就可以確定房間裡有一個人(或人形物體)。

這項研究有朝一日可能會為警察或軍隊提供一種方法,只使用牆上的小裂縫或窗戶或門口周圍的縫隙,來評估進入房間的風險,然後再真正破門而入。新技術還可以為自主導航系統提供新技術,發現環境中可能隱藏的危險。本報訊

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