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对于汽机车驾驶来说，视觉盲区一直是个相当危险的困扰。美国西北大学的一支研究团队，前日介绍了一种新颖的全像摄影相机技术，可透过重建散射光波来观察肉眼看不到的角落，而这套系统能够使驾驶者更快地发现汽车或行人等快速移动的目标。

当光线照射到物体上时，就会发生散射。其中一些光线抵达了我们的视网膜（或相机传感器），最终形成了我们可看到的物体。

另一方面，我们无法看到被物体遮挡的目标，而透过雾气等散射介质亦不可行。为了化解这方面的不便，一种可行方法是利用多个物体的光散射。

▲ NLoS 成像的 SWH 示意图

举个例子，将镜子放在恰到好处的位置，我们就可以看到拐角处的物体。不过就算没有镜子，这个原理依然适用，只不过次要物体的散射光太多，导致我们无法轻松重建目标对象。

而美国西北大学研究人员使用的非视距（NLoS）成像技术方案，就可以透过主动发射光线，待其碰到物体并传回传感器，就能实现盲区的目标检测。

▲ SWH 展示实验 / 解析度评估

但这需要借助一套特殊的演算法，才能逆推出盲区拐角处的物体图像。此前也有类似的技术解决方案，但它们的解析度通常较低、或需要耗费大量的处理时间。

相比之下，美国西北大学的 NLoS 方案不仅快速便捷，还能够在夜间或有雾天气运作良好。

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▲ SWH 散射介质成像展示

为改善解析度低和运作速度过慢的问题，研究人员运用了所谓的合成波长全像摄影技术。其工作原理是将来自两个雷射器的光波合成到一起再发射，以产生在角落附近（或其它散射介质后面）的「立体全像摄影」图像。

主要研究者 Florian Willomitzer 表示：「如果你可以在全像摄影图中捕捉整个物体的光场，就能够完整重建物体的 3D 形状。」

▲ 合成脉冲全像摄影实验展示

与普通光波相比，合成光波能够有效地对拐角处（或透过散射物体）的目标实施全像摄影成像。

此外这套系统不仅能够捕捉到潜伏在大角度视野内物体的精密细节，其反应的速度也非常快，通常可控制在 46 毫秒内。

▲ 波前传感实验展示

透过多方面的持续改进，NLoS 方案可让汽车及时发现快速接近的汽车或行人，较其他动辄需要耗费一个多小时来计算的早期 NLoS 系统有了巨大的改进。

Florian Willomitzer 笑称，这项技术算是将墙壁也变成了镜子，且能够在夜间或有雾天气的状况下工作。

▲ SWH 关键属性和未来潜在应用

最后，除了车载碰撞预警系统，他们也打算将之用于改进工业和医疗行业的内视镜技术。如此可使得镜头无需辛苦绕过弯曲的管道（或肠道），而是透过发射合成光、并观察它们如何折返回来，进而实现拐角盲区的观察。

有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《自然通讯》（Nature Communications）期刊上，原标题为《Fast non-line-of-sight imaging with high-resolution and wide field of view using synthetic wavelength holography》。