Het klinkt als science fiction: om een hoekje kijken met een normale digitale camera, maar het is mogelijk door gebruik te maken van informatie die verborgen ligt in de schaduw.
Deze zogenaamde non-line-of-sight-beeldtechniek was tot nu toe voorbehouden aan specialistische apparatuur met dure optische systemen, maar dit monopoly is nu doorbroken door onderzoekers van de Boston University in de Verenigde Staten. Ze beschrijven hun onderzoek in Nature.
De non-line-of-sight-beeldtechniek maakt gebruik van licht dat reflecteert vanaf een oppervlak, vergelijkbaar met hoe een periscoop via een spiegelsysteem het beeld bij de kijker brengt. Vanuit het gereflecteerde licht wordt het niet-zichtbare beeld samengesteld. Tot nu toe was daarvoor een systeem nodig met lasers en zeer snelle lichtdetectoren. Deze sensoren kunnen de verschillen tussen de aankomsttijden van fotonen meten, samen met de hoek waarin de fotonen de sensoren raken. Met deze zeer specifieke informatie is het zelfs mogelijk real-time objecten om een hoek te volgen.
Beeldreconstructie
Het systeem van de onderzoekers kan geen ruimtelijke eigenschappen detecteren omdat de foton-aankomsttijden niet verwerkt kunnen worden. Hun systeem werkt als volgt: een deel van het licht dat van het verborgen object afstraalt, wordt tegengehouden door een onbekende structuur en positie. Het geblokkeerde licht vormt vervolgens een schaduw op een ‘doorgeef’-oppervlak (relay surface) waarbij de rest van het licht het oppervlak verlicht. Deze schaduw of penumbra is belangrijk om het object beter te kunnen ‘zien’. De camera neemt foto’s van het reflecterend oppervlak en met behulp van een algoritme kan een reconstructie van het beeld gevormd worden en tevens een schatting worden gegeven van de locatie van het verborgen object. Het uiteindelijke beeld bestaat uit een twee-dimensionaal kleurenbeeld van de verborgen scene.
Toepassingen
In het onderzoek zelf is gebruikgemaakt van objecten als cartoon-gezichten, letters en gestreepte patronen. Het blijkt dat grotere onderdelen, zoals witte en rode gedeeltes, heel duidelijk zichtbaar zijn, terwijl kleinere delen zoals ogen, wel zichtbaar zijn, maar minder goed gereconstrueerd worden.
Het onderzoek toont vooral aan dat met goedkope middelen zinvolle en bruikbare non-line-of-sight-beelden te verkrijgen zijn. Toepassingen kunnen hun weg vinden in gevaarlijke omgevingen, bij navigatie in de auto of andere, vergelijkbare systemen en helpen met het detecteren van verborgen tegenstanders in geval van schermutselingen. In een verdere toekomst zouden ook medische toepassingen baat kunnen hebben bij de technologie.
