Laserblitz durchs Schlüsselloch und keiner kann sich mehr verstecken

Wenn man einen Laserstrahl durch ein Schlüsselloch schießt, kann man erkennen, was sich in dem Raum befindet: So beschreiben es zumindest Forscher, die sich in einem aktuellen Versuch um die Verbesserung der alten Idee der Bildgebung ohne Sichtlinie bemühen.

Alte Idee wird mit neuer Technik neu gedacht

Schon länger arbeiten Wissenschaftler an Methoden, um eine Erkennung von Objekten, die nicht in unmittelbarer Sichtlinie des Sensors liegen, zu leisten - englisch wird dieses Feld als "Non-line-of-sight (NLOS) imaging" also in etwa "Bildgebung ohne Sichtlinie" bezeichnet. Jetzt ist einer Forschergruppe des Stanford Computational Imaging Lab hier ein Fortschritt gelungen.

NLOS-Techniken waren bisher darauf angewiesen, dass sich sowohl die Kamera als auch das vor ihr verdeckte Objekt in Sichtlinie von flachen Oberflächen wie Böden oder Wänden befinden. Lichtimpulse, meist von Lasern, werden ausgesandt, von der Oberfläche auf das Objekt geworfen und dann auf demselben Weg reflektiert. Mithilfe von Algorithmen und unter Einbeziehung der Verzögerung, mit der die Reflexion vom Sensor erfasst wird, lassen sich Rückschlüsse auf das Objekt ziehen, das die Kamera nie direkt sehen konnte.

Wie Gizmodo beschreibt, hat die Forschergruppe aus Stanford mit ihrer Schlüsselloch-Technik dieses Prinzip jetzt deutlich erweitert. Der Name lässt dabei auch Rückschlüsse auf die erreichten Fortschritte zu: Statt freier Sichtlinie auf eine große flache Oberfläche reicht es hier zur groben Objekterkennung aus, wenn die Lichtimpulse durch ein kleines Loch geschickt und deutlich weniger Photonen wieder zurück reflektiert werden.

Wichtiges Werkzeug, damit diese Idee möglich wird: ein sogenannter Ein-Photonen-Lawinenphotodetektor, ein hochempfindlicher, schneller Sensor, der eine Erfassung von sehr schwachen Lichtsignalen leisten kann - in diesem Fall eben den "wenigen" Photonen, die im Raum Objekte treffen und dann ihren Weg durch das Schlüsselloch zurückfinden.
Schlüsselloch-Bilderkennung: Stanford Computational Imaging LabNLOS-Technik... Schlüsselloch-Bilderkennung: Stanford Computational Imaging Lab... für den High-Tech-Blick... Schlüsselloch-Bilderkennung: Stanford Computational Imaging Lab... durch das Schlüsselloch

Noch viele Hürden

Aktuell unterliegt die neue Technik aber einer großen Beschränkung: Es können nur Objekte erkannt werden, die sich bewegen. Diese liefern, eine gewisse "Belichtungszeit" vorausgesetzt, genügend Informationen, um mit einem fortschrittlichen Bilderkennungs-Algorithmus eine Berechnung der Objektumrisse vornehmen zu können. Von klaren Aufnahmen ist man hier also noch sehr weit entfernt.

Langfristig hat die Technik aber großes Potenzial. Zwei Szenarien, die die Forscher andenken: Strafverfolger könnten Räumlichkeiten nur mithilfe eines kleinen Lochs, wie eben an der Tür, vor Betreten überprüfen. Darüber hinaus wäre auch ein Einsatz im Bereich des autonomen Fahrens denkbar, um Fahrzeugen sozusagen einen schärferen Blick um die Ecke zu ermöglichen.
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