Abtastung Grosser Synthetischer Blenden

Drohnen werden zu einem immer wichtigeren Werkzeug in der Archäologie, der Denkmalpflege, der Forstwirtschaft, und vielen anderen Bereichen, wenn es um die Erfassung von Landschaften geht. Zum Abtasten kleiner Regionen von mehreren hundert Quadratmeter sind sie effizienter als der Einsatz von Flugzeugen. Zur 3D Rekonstruktion wurden hier bisher LiDAR und Photogrammmetrie genutzt. Mit Airborne Optical Sectioning (AOS) stellen wir einen radikal neuen Ansatz vor der auf einer alten Idee basiert: Synthetic Aperture Imaging. Anstelle 3D Punktwolken zu vermessen und zu visualisieren, oder 3D Geometriegitter zu rekonstruieren, setzen wir auf ausschließlich bildbasiertes Rendering. Im Gegensatz zur Photogrammmetrie, entstehen beim AOS keine langen Verarbeitungszeiten oder falsche Geometrie durch fehlerhafte Korrespondenzsuchen. Es ist deutlich günstiger als LiDAR, vermisst zusätzlich die Oberflächenfarbe, und ermöglicht potentiell auch eine deutlich höhere Abtastauflösung. AOS misst das optische Signal innerhalb einer großen Blende (30m-100m Durchmesser) durch unstrukturierte Aufnahmen von Einzelbildern mit einer preiswerten Kameradrohne, und ermöglicht somit das optische Sezieren der Szene durch einfache Bildintegration. Das breit abgetastete Blendensignal erlaubt die Simulation eine geringe Tiefenschärfe und damit einer starken Unschärfe von verdeckenden Objekten, während verdeckte Objekte die fokussiert sind klar sichtbar werden. Durch rechnerisches Verschieben des synthetischen Fokus in Richtung des Bodens wird ein optisches Sezieren durch dichte verdeckende Strukturen (wie Blätter, Bäume, usw.) erreicht, und das Inspizieren von zuvor verdecken Objekten ermöglicht. Ziel dieses Nachfolgeprojektes ist die Ausweitung der wissenschaftlichen Ergebnisse die im Rahmen des zweijährigen Vorläuferprojektes (Directional Superresolution through Coded Sampling and Guided Upsampling, PN27720-N15) gemacht wurden auf das Abtasten großer synthetischer Blendensignale (wie es bei AOS der Fall ist), um somit sowohl Orts- und Richtungsauflösung als auch die Defokuseffizienz zu maximieren bei gleichzeitiger Minimierung der Tiefenschärfe und Flugzeit.

Das Projekt hat folgende Pressebeiträge generiert: https://www.jku.at/en/institute-of-computer-graphics/press-events/press (Airborne Optical Sectioning)