Wissenschaft

Augapfelreflexionen können ein 3D-Modell dessen offenbaren, was Sie betrachten

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Ihre Augen können mehr offenbaren, als Sie vielleicht denken, denn Forscher können jetzt Computer-Vision-Technologie nutzen, um 3D-Bilder einer Szene aus den Reflexionen auf den Augäpfeln einer Person zu rekonstruieren.

Jia-Bin Huang und seine Kollegen an der University of Maryland, College Park, haben ein Computer-Vision-Modell entwickelt, das zwischen fünf und 15 digitale Fotos aus verschiedenen Winkeln des Gesichts einer Person macht, während sie eine Szene betrachtet, und diese Szene aus den Reflexionen in ihren Augen rekonstruiert.

Die Methode adaptiert eine Technik namens Neural Radiance Fields (NeRF), die neuronale Netze nutzt, um die Dichte und Farbe von Objekten zu bestimmen, die der Computer „sieht“. NeRF funktioniert in der Regel durch direktes Betrachten einer Szene und nicht durch das Betrachten einer Szene, die sich in den Augäpfeln einer Person widerspiegelt.

Huangs Version baut die Szene auf, indem sie ein Quadrat von durchschnittlich 20 x 20 Pixeln in jedem Auge extrapoliert. Die Methode kann bei der Nachbildung realer Objekte zu „vernünftigen“ Ergebnissen führen, obwohl diese aufgrund der Schwierigkeit, die Form der Hornhaut – der klaren äußeren Schicht an der Vorderseite des Auges – wiederzugeben, verschwommen sind.

Bei Tests an Clips aus Musikvideos von Miley Cyrus und Lady Gaga konnte die Technik die grobe Form von Objekten in den Augen der Sänger erkennen, hatte jedoch Schwierigkeiten, Details zu rekonstruieren.

Huang und seine Kollegen lehnten es ab, zu dieser Geschichte zu sprechen, und verwiesen auf eine Richtlinie einer Konferenz, der das Papier vorgelegt wurde.

Die Arbeit baut darauf auf Recherche durchgeführt von Ko Nishino und Shree K. Nayar an der Columbia University in New York Mitte der 2000er Jahre. „Diese Arbeit sorgte für Furore, als sie zeigte, wie die Oberfläche der Hornhaut als Annäherung an einen gekrümmten Spiegel verwendet werden kann, um Panoramabilder zu erstellen“, sagt er Serge Belongie an der Universität Kopenhagen, Dänemark.

„Die neue Arbeit erweitert dieses Konzept auf die Aufgabe der 3D-Rekonstruktion“, sagt Belongie. „Die Ergebnisse sind ziemlich beeindruckend und werden die Menschen – wieder einmal – zweimal darüber nachdenken lassen, was sie offenbaren, wenn sie von Kameras mit immer höherer Auflösung fotografiert werden.“

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