Les travaux récents d'autres groupes de recherche se sont concentrés sur l'amélioration de la qualité de la régénération de scènes dans des conditions contrôlées en utilisant de petites scènes avec des objets uniques. Le travail présenté dans le nouveau La nature le rapport va au-delà des simples scènes et aborde les principales limites de la technologie d'imagerie sans visibilité directe existante, y compris les qualités matérielles variables des murs et des surfaces des objets cachés, grandes variations de luminosité des différents objets cachés, inter-réflexion complexe de la lumière entre les objets d'une scène cachée, et les quantités massives de données bruitées utilisées pour reconstruire des scènes plus grandes.

Ensemble, ces défis ont entravé les applications pratiques des nouveaux systèmes d'imagerie sans visibilité directe.

Velten et ses collègues, dont Diego Gutierrez de l'Université de Saragosse, renversé le problème, en le regardant à travers un prisme plus conventionnel en appliquant les mêmes calculs que ceux utilisés pour interpréter les images prises avec les systèmes d'imagerie en ligne de visée conventionnels. La nouvelle méthode surmonte l'utilisation d'un algorithme de reconstruction unique et décrit une nouvelle classe d'algorithmes d'imagerie qui partagent des avantages uniques.

Systèmes conventionnels, note Gutierrez, interpréter la lumière diffractée comme des ondes, qui peuvent être façonnées en images en appliquant des transformations mathématiques bien connues aux ondes lumineuses se propageant à travers le système d'imagerie.

Dans le cas de l'imagerie sans visibilité directe, le défi d'imaginer une scène cachée, dit Velten, est résolu en reformulant le problème d'imagerie sans visibilité directe en un problème de diffraction des ondes, puis en utilisant des transformations mathématiques bien connues d'autres systèmes d'imagerie pour interpréter les ondes et reconstruire une image d'une scène cachée. En faisant cela, la nouvelle méthode transforme n'importe quel mur diffus en une caméra virtuelle.

"Ce que nous avons fait, c'est exprimer le problème en utilisant des vagues, " dit Velten, qui détient également des postes de professeur au département de génie électrique et informatique de l'UW-Madison et au département de biostatistique et d'informatique médicale, et est affilié au Morgridge Institute for Research et au UW-Madison Laboratory for Optical and Computational Instrumentation. "Les systèmes ont les mêmes mathématiques sous-jacentes, mais nous avons trouvé que notre reconstruction est étonnamment robuste, même en utilisant de très mauvaises données. Vous pouvez le faire avec moins de photons."

En utilisant la nouvelle approche, L'équipe de Velten a montré que les scènes cachées peuvent être imagées malgré les défis de la complexité de la scène, différences dans les matériaux des réflecteurs, lumière ambiante dispersée et profondeurs de champ variables pour les objets qui composent une scène.

La capacité de projeter essentiellement une caméra d'une surface à une autre suggère que la technologie peut être développée à un point où il est possible de voir autour de plusieurs coins :"Cela devrait nous permettre d'imager autour d'un nombre arbitraire de coins, " dit Velten. " Pour ce faire, la lumière doit subir de multiples réflexions et le problème est de savoir comment séparer la lumière provenant de différentes surfaces ? Cette « caméra virtuelle » peut le faire. C'est la raison de la complexité de la scène :il y a de multiples rebonds et la complexité de la scène que nous imaginons est plus grande que ce qui a été fait auparavant."

Selon Velten, la technique peut être appliquée pour créer des versions virtuelles projetées de n'importe quel système d'imagerie, même des caméras vidéo qui capturent la propagation de la lumière à travers la scène cachée. L'équipe de Velten, En réalité, utilisé la technique pour créer une vidéo de transport de lumière dans la scène cachée, permettant la visualisation de la lumière rebondissant jusqu'à quatre ou cinq fois, lequel, selon le scientifique du Wisconsin, peut être la base pour que les caméras voient dans plus d'un coin.

La technologie pourrait être encore et plus considérablement améliorée si des réseaux de capteurs peuvent être conçus pour capturer la lumière réfléchie par une scène cachée. Les expériences décrites dans le nouveau La nature papier dépendait d'un seul détecteur.

En médecine, la technologie est prometteuse pour des choses comme la chirurgie robotique. Maintenant, le champ de vision du chirurgien est restreint lors d'interventions sensibles sur l'œil, par exemple, et la technique développée par l'équipe de Velten pourrait fournir une image plus complète de ce qui se passe autour d'une procédure.

En plus d'aider à résoudre de nombreux défis techniques liés à l'imagerie sans visibilité directe, la technologie, Notes de Velten, peut être fait pour être à la fois peu coûteux et compact, ce qui signifie que les applications du monde réel ne sont qu'une question de temps.