作者:斯坦福大学泰勒·久保田 透过1英寸厚的泡沫看到的反射字母“S”的三维重建
学分:斯坦福计算成像实验室 就像一本漫画变得栩栩如生一样，斯坦福大学的研究人员开发了一种x光视觉——只是没有x光
研究人员使用类似于让自动驾驶汽车“看到”周围世界的硬件，通过高效算法增强了他们的系统，该算法可以基于单个光粒子或光子的运动重建三维隐藏场景
在2007年9月发表的一篇论文中详细描述了这些测试
9在《自然通讯》中，他们的系统成功地重建了被1英寸厚的泡沫覆盖的形状
对人眼来说，这就像透过墙壁看一样
该论文的资深作者、斯坦福大学电子工程助理教授戈登·威茨斯坦说:“许多成像技术让图像看起来更好一点，噪音小一点，但这确实是我们让看不见的东西变得可见的地方。”
“这真的是在推动任何一种传感系统都有可能实现的前沿
这就像超人的视力
" 这项技术补充了其他可以在微观尺度上透过障碍物进行观察的视觉系统——用于医学——因为它更专注于大规模的情况，例如在雾或暴雨中驾驶自动驾驶汽车，以及通过朦胧的大气层对地球和其他行星表面进行卫星成像
来自散射光的超光速 为了看清四处散射光线的环境，该系统将一个激光器与一个超灵敏的光子探测器配对，该探测器记录下击中它的每一点激光
当激光扫描像泡沫墙这样的障碍物时，偶尔会有一个光子穿过泡沫，击中隐藏在泡沫后面的物体，然后穿过泡沫回到探测器
然后，该算法支持的软件利用这几个光子——以及它们何时何地撞击探测器的信息——来重建三维隐藏物体
激光扫描过程正在进行
穿过泡沫、从“S”反射回来并穿过泡沫回到探测器的单个光子为算法重建隐藏对象提供了信息
学分:斯坦福计算成像实验室 这并不是第一个能够在分散的环境中显示隐藏对象的系统，但是它规避了与其他技术相关的限制
例如，有些人要求知道感兴趣的对象有多远
同样常见的是，这些系统仅使用来自弹道光子的信息，弹道光子是通过散射场往返于隐藏物体的光子，但实际上并没有沿途散射
“我们感兴趣的是能够在没有这些假设的情况下通过散射介质成像，并收集所有被散射的光子来重建图像，”电气工程研究生、该论文的主要作者大卫·林德尔说
“这使得我们的系统特别适用于大规模应用，因为在这种应用中，弹道光子非常少
" 为了使他们的算法能够适应复杂的散射，研究人员必须密切合作设计他们的硬件和软件，尽管他们使用的硬件组件只比目前在自动驾驶汽车中发现的稍微先进一点
根据隐藏物体的亮度，在他们的测试中扫描需要一分钟到一个小时，但该算法可以实时重建模糊的场景，并可以在笔记本电脑上运行
林德尔说:“你不能用自己的眼睛透过泡沫看到东西，即使只是看探测器的光子测量值，你也真的什么也看不见。”
“但是，只需几个光子，重建算法就可以曝光这些物体——你不仅可以看到它们的样子，还可以看到它们在三维空间中的位置
" 透过1英寸厚的泡沫看到的反射字母“S”的三维重建
学分:斯坦福计算成像实验室 太空和雾 有一天，这个系统的后代可能会通过太空被送到其他行星和卫星上，以帮助透过冰冷的云层看到更深的层和表面
在近期，研究人员希望用不同的散射环境来模拟这项技术可能有用的其他环境
林德尔说:“我们很高兴能利用其他类型的散射几何图形进一步推进这一研究。”
“所以，不仅仅是隐藏在厚材料板后面的物体，还有嵌入在密集散射材料中的物体，这就像看到一个被雾包围的物体
" 林德尔和威茨斯坦也对这项工作如何代表科学和工程的交叉学科充满热情
“这些传感系统是带有激光、探测器和先进算法的设备，这使它们处于硬件、物理和应用数学之间的跨学科研究领域，”威茨斯坦说
“所有这些都是这项工作中至关重要的核心领域，这也是我最激动人心的地方
"
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