Virtual Mirrors: Non-Line-of-Sight Imaging Beyond the Third Bounce

要約

非見通し線 (NLOS) イメージング手法は、間接照明を使用して観察者には見えない複雑なシーンを再構成できます。
ただし、これらは 3 回目の反射照明のみを想定しているため、現在は単一コーナー構成に限定されており、特定の向きで表面を撮像する場合の可視性が制限されます。
これらの制限について推論し、それに取り組むために、計算波ベースの NLOS イメージング領域で使用される波長では、平面拡散表面が鏡面のように動作するという重要な観察を行います。
このような表面を仮想ミラーと呼びます。
私たちはこの観察を利用して、3 回目のバウンスを超えた照明を使用した NLOS イメージングの機能を拡張し、限られた視野角での 1 つの角の物体のイメージングと 2 つの角の後ろに隠れたオブジェクトのイメージングという 2 つの問題に対処します。
限られた可視角度で物体を画像化するには、まず、限られた可視角度の物体の位置と方向の推定値として、シーンの表面上の既知の照明点の反射を分析します。
次に、直接可視の観点から対象物体を観察する二次開口を他の表面に計算的に構築することにより、可視性が制限された対象物を画像化します。
単一コーナー NLOS イメージングを超えて、仮想ミラーの鏡面挙動を利用して、仮想ミラーの背後の空間をイメージングすることで、2 番目のコーナーの背後に隠されたオブジェクトをイメージングします。そこでは、2 つのコーナーの周囲に隠されたオブジェクトの鏡像が形成されます。
この紙の作成には鏡面は使用されていません。

要約(オリジナル)

Non-line-of-sight (NLOS) imaging methods are capable of reconstructing complex scenes that are not visible to an observer using indirect illumination. However, they assume only third-bounce illumination, so they are currently limited to single-corner configurations, and present limited visibility when imaging surfaces at certain orientations. To reason about and tackle these limitations, we make the key observation that planar diffuse surfaces behave specularly at wavelengths used in the computational wave-based NLOS imaging domain. We call such surfaces virtual mirrors. We leverage this observation to expand the capabilities of NLOS imaging using illumination beyond the third bounce, addressing two problems: imaging single-corner objects at limited visibility angles, and imaging objects hidden behind two corners. To image objects at limited visibility angles, we first analyze the reflections of the known illuminated point on surfaces of the scene as an estimator of the position and orientation of objects with limited visibility. We then image those limited visibility objects by computationally building secondary apertures at other surfaces that observe the target object from a direct visibility perspective. Beyond single-corner NLOS imaging, we exploit the specular behavior of virtual mirrors to image objects hidden behind a second corner by imaging the space behind such virtual mirrors, where the mirror image of objects hidden around two corners is formed. No specular surfaces were involved in the making of this paper.

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