Rechnergestützte transiente Bildgebung: Instrumentierung, Bildentstehungsmodelle, inverse Methoden und Anwendungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Matthias Hullin
• Fachliche Zuordnung: Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263273705

Die relativ junge Forschungsrichtung der transienten Bildgebung befasst sich mit der zeitaufgelösten Aufnahme nichtstationärer Lichtverteilungen in makroskopischen Szenen, oder "Videos von Licht in Bewegung". Transiente Bilddaten versprechen elegante Lösungen für wichtige Probleme der Computervision, so wie sich Impulsantworten in beinahe allen anderen Richtungen von Forschung und Technik vielfach bewährt haben. Bislang war die Messung transienter Bilder jedoch nur mit Hilfe sehr teuerer und empfindlicher optischer Aufbauten (Ultrakurzpulslaser und Streak-Kamera) möglich und daher wenigen hochspezialisierten Labors vorbehalten. Das beantragte Projekt basiert auf unseren eigenen Vorarbeiten zur Rekonstruktion transienter Bilder aus optoelektronischen Korrelationsmessungen, welche sich günstig und schnell mittels Lock-in-Bildsensoren erfassen lassen -- eine Sensortechnologie, die in Form von Tiefenbildkameras bereits weit verbreitet ist. Ziel unserer Arbeit ist es, die transiente Bildgebung auf dieser alternativen Hardwareplattform besser zu verstehen und Antworten auf folgende zentrale Fragen zu finden:Wie lassen sich transiente Bilder mit höherer Auflösung praktischer, schneller und billiger erfassen? Wie können bestehende Modelle und numerische Verfahren die "sparsity" (Datendünne) in transienten Signalen besser ausnutzen, um zuverlässigere Rekonstruktionen zu erhalten? Wie lassen sich Multipfad-Modelle der transienten Bildentstehung invertieren, um klassische Probleme aus der Computervision und anderen Forschungsgebieten zu lösen? Welche neuen Möglichkeiten eröffnen sich, wenn transiente Bilddaten einer breiten Anwenderschaft zur Verfügung stehen?Mit diesem Projekt werden uns diesen Fragen auf interdisziplinäre Weise nähern, wobei der digitalen Datenverarbeitung die Rolle des entscheidenden Wegbereiters zukommt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, Saudi-Arabien
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Wolfgang Heidrich; Professor Dr. Ivo Ihrke; Professor Dr. Reinhard Klein