Forscher sehen auch in trübem Wasser klar
Hard- und softwaregestützte Technik im Einsatz - Polarisation und Streulicht sind die Schlüssel
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Aufbau zum Test der neuen Bildgebungstechnik (Foto: Haofeng Hu, tju.edu.cn) |
Tianjin (pte004/17.09.2021/06:15)
Mit einer neuen hard- und softwaregestützten Technik kann man durch trübes Wasser Objekte beinahe glasklar erkennen. Das könnte bei der Suche nach Menschen helfen, die zu ertrinken drohen, bei der Dokumentation archäologische Artefakte und der Überwachung von Unterwasserfarmen für die Fisch- und Muschelzucht helfen.
[b]Kombination mit einem Algorithmus[/b]
Schwebstoffe im Wasser streuen das Licht, sodass ein gerader „Blick" auf ein in dieser Flüssigkeit befindliches Objekt nicht möglich ist. Da Streulicht teilweise polarisiert ist, kann die Bildgebung mit einer polarisationsempfindlichen Kamera verbessert werden, die Streulicht teilweise unterdrückt. Das hilft, das Bild ein wenig deutlicher zu machen. Ein optimales Ergebnis lässt sich so jedoch nicht erzielen.
Haofeng Hu von der Tianjin University http://www.tju.edu.cn/english/index.htm in China und sein Team verwenden ein traditionelles polarisiertes Bildgebungs-Setup mit einem neuen Algorithmus, der automatisch die optimalen Parameter findet, um den Einfluss des Streulichts aus dem Bild herauszurechnen. Dies verbessert deutlich den Bildkontrast.
[b]Milch trübte das Wasser ein[/b]
Die Forscher testeten ihre neue Technik mit der Abbildung von Objekten in einem transparenten Tank, der mit Wasser gefüllt war. Nach und nach mischten sie Milch unter das Wasser, sodass es immer trüber wurde. In jedem Stadium bildeten sie Objekte aus einer Vielzahl von Materialien wie Holz, Kunststoff und Keramik ab.
„Unsere Experimente zeigten, dass diese Methode deutliche Vorteile in Bezug auf die Unterdrückung von Lichtstreuung, die Sichtbarmachung von Details und die Reduzierung von Rauscheffekten bei der Abbildung verschiedener Objekte im Wasser mit verschiedenen Trübungen hat", sagt Hu. „Während Hintergrundregionen in dichtem trübem Wasser oft nicht sichtbar sind, bescherte uns unsere Methode eine klare Sicht."
Nachdem die Methode nun im Labor wie geplant funktioniert hat, planen die Forscher jetzt, sie in einer natürlichen Umgebung zu testen, beispielsweise im Ozean.
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