Neues Verfahren liest geschlossene Bücher
Prototyp erkennt Buchstaben neun Blatt tief in einem Papierstapel
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Papierstapel-Test: Bilder unterer Blätter entstehen (Foto: Barmak Heshmat) |
Cambridge (pte005/12.09.2016/06:15) US-Forscher arbeiten an einem System, das in geschlossenen Büchern lesen kann. Ein aktuell in "Nature Communications" vorgestellter Prototyp schafft es immerhin bereits, einzelne Buchstaben neun Blatt tief in einem Papierstapel zu entziffern. Möglich machen das Terahertz-Strahlung, für die Papier anders als Tinte aussieht, und ein ausgeklügelter Zeichenerkennungs-Algorithmus. Langfristig könnte das System ermöglichen, gefahrlos in wertvollen Originalen zu schmökern.
Durchblick in alte Schinken
"Das Metropolitan Museum in New York hat großes Interesse gezeigt, weil die Mitarbeiter beispielsweise in antike Bücher sehen möchten, die sie gar nicht anfassen wollen", sagt Barmak Heshmat, Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) Media Lab http://media.mit.edu . Er ist Teil einer Gruppe, die ein Verfahren entwickelt hat, um mittels jener Terahertz-Strahlung, die zunehmend auch für Sicherheits-Scanner genutzt wird, Bilder von einzelnen Seiten in einem Papierstapel zu erstellen.
Das MIT-Team nutzt dabei aus, dass die Laufzeit kurzer Terahertz-Blitze zwischen Emitter und Sensor sehr genau verrät, wie tief die Strahlung eingedrungen ist. Tinte und unbeschriebenes Papier liefern zudem unterschiedliche Frequenzsignaturen. Außerdem machen sich die Forscher zunutze, dass zwischen den Seiten eines Buches eine etwa 20 Mikrometer dicke Luftschicht gefangen ist, die Terahertz-Strahlung reflektieren kann. Doch kommt es vor, dass ein Signal zwischen Seiten hin- und hergeworfen wird. Es gilt also, aus stark verrauschten Messungen jene Signale herauszufiltern, die aufgrund ihrer Laufzeit direkte Reflektionen des Bildes einer einzelnen Seite sein dürften.
Exzellente Zeichenerkennung
Um im Bild einer einzelnen Seite Schrift zu erkennen, kommt ein Algorithmus von Partnern am Georgia Institute of Technology http://gatech.edu zum Einsatz. Dieser erkennt einzelne Buchstaben auch in sehr unscharfen Bildern. "Das ist eigentlich ein wenig erschreckend", meint Heshmat. Denn der Algorithmus könne auch viele jener Schrift-Captchas lösen, mit denen Webangebote sicherstellen wollen, dass nur menschliche Nutzer darauf zugreifen.
Der Prototyp kann mit dem MIT-Imaging-Verfahren 20 Seiten tief in einen Stapel den Abstand richtig einschätzen, liefert allerdings die ersten neun Blätter Bilder, in denen der Algorithmus aus Georgia auch noch Zeichen erkennen kann. Da im Bereich Terahertz-Strahlung unter anderem für Sicherheits- und Materialprüf-Anwendungen intensiv geforscht wird, sollten Emitter und Sensoren in den nächsten Jahren deutlich besser werden. Das könnte es auf Dauer ermöglichen, wirklich ein ganzes Buch durch seinen Umschlag hindurch zu beurteilen.
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