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pte20210917004 Technologie/Digitalisierung, Forschung/Entwicklung

Forscher sehen auch in trübem Wasser klar

Hard- und softwaregestützte Technik im Einsatz - Polarisation und Streulicht sind die Schlüssel


Aufbau zum Test der neuen Bildgebungstechnik (Foto: Haofeng Hu, tju.edu.cn)
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 von Forschern der Tianjin University http://tju.edu.cn lassen sich Objekte selbst in trübem Wasser beinahe glasklar erkennen. Das könnte bei der Suche nach Menschen helfen, die zu ertrinken drohen, bei der Dokumentation archäologischer Artefakte und der Überwachung von Unterwasserfarmen für die Fisch- und Muschelzucht.

Intelligenter Algorithmus

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, lässt sich die Bildgebung mit einer polarisationsempfindlichen Kamera verbessern, die Streulicht teilweise unterdrückt. Das hilft, das Bild ein wenig deutlicher zu machen. Ein optimales Ergebnis lässt sich so jedoch nicht erzielen.

Forschungsleiter Haofeng Hu und sein Team haben ein traditionelles polarisiertes Bildgebungs-Setup mit einem neuen Algorithmus kombiniert, der automatisch die optimalen Parameter findet, um den Einfluss des Streulichts aus dem Bild herauszurechnen. Dies verbessert deutlich den Bildkontrast, geben die Wissenschaftler zu verstehen.

Versuche im Labor mit Milch

Die Forscher haben ihre neue Technik mit der Abbildung von Objekten in einem transparenten Tank getestet, 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 seien, bescherte die neue Methode klare Sicht. Nachdem die Methode nun im Labor funktioniert hat, planen die Forscher jetzt, sie in einer natürlichen Umgebung zu testen.

(Ende)
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