論文の概要: Polarimetric Spatio-Temporal Light Transport Probing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.11609v1
• Date: Tue, 25 May 2021 02:16:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-05-26 14:10:38.637529
• Title: Polarimetric Spatio-Temporal Light Transport Probing
• Title（参考訳）: ポラリメトリック時空間光輸送プローブ
• Authors: Seung-Hwan Baek, Felix Heide
• Abstract要約: 光は、検出器に向かって反射する前に、異なる素材タイプの複数のシーン表面と複雑な相互作用を行うことができる。 この輸送の間、全ての表面反射と伝播は、最終的に検出器に到達する光子の特性に符号化される。 既存の手法はこれらを空間的・時間的次元に解き放つことができ、幾何学的なシーン理解を加速させる。 本稿では,空間的および時間的に解決されたシーンの偏光応答をキャプチャする光透過イメージング手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.499684969102816
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Light can undergo complex interactions with multiple scene surfaces of different material types before being reflected towards a detector. During this transport, every surface reflection and propagation is encoded in the properties of the photons that ultimately reach the detector, including travel time, direction, intensity, wavelength and polarization. Conventional imaging systems capture intensity by integrating over all other dimensions of the light into a single quantity, hiding this rich scene information in the accumulated measurements. Existing methods can untangle these into their spatial and temporal dimensions, fueling geometric scene understanding. However, examining polarimetric material properties jointly with geometric properties is an open challenge that could enable unprecedented capabilities beyond geometric understanding, allowing to incorporate material-dependent semantics. In this work, we propose a computational light-transport imaging method that captures the spatially- and temporally-resolved complete polarimetric response of a scene. Our method hinges on a novel 7D tensor theory of light transport. We discover low-rank structures in the polarimetric tensor dimension and propose a data-driven rotating ellipsometry method that learns to exploit redundancy of the polarimetric structures. We instantiate our theory in two imaging prototypes: spatio-polarimetric imaging and coaxial temporal-polarimetric imaging. This allows us to decompose scene light transport into temporal, spatial, and complete polarimetric dimensions that unveil scene properties hidden to conventional methods. We validate the applicability of our method on diverse tasks, including shape reconstruction with subsurface scattering, seeing through scattering medium, untangling multi-bounce light transport, breaking metamerism with polarization, and spatio-polarimetric decomposition of crystals.
• Abstract（参考訳）: 光は、検出器に反射される前に、異なる素材タイプの複数のシーン表面と複雑な相互作用を行うことができる。 この移動の間、全ての表面反射と伝播は、最終的に進行時間、方向、強度、波長、偏光を含む検出器に到達する光子の特性に符号化される。 従来の撮像システムは、光の他の全ての次元を単一の量に統合し、この豊かなシーン情報を蓄積された測定に隠して強度を捉える。 既存の手法はこれらを空間的・時間的次元に解き放つことができ、幾何学的シーンの理解を促進する。 しかし、ポーラリメトリックな物質特性と幾何学的性質を組み合わせることは、幾何学的理解を超えた前例のない能力を可能にする可能性があり、材料に依存したセマンティクスを取り入れることができる。 本研究では,シーンの空間的および時間的に解決された全ポラリメトリック応答をキャプチャする計算光輸送イメージング手法を提案する。 本手法は光輸送の7次元テンソル理論に基づく。 偏波テンソル次元における低ランク構造を発見し,偏波構造の冗長性を利用したデータ駆動型回転楕円法を提案する。 この理論をspatio-polarimetric imagingとcoaxial temporal-polarimetric imagingという2つの画像プロトタイプでインスタンス化する。 これにより、シーン光輸送を時間的・空間的・完全な偏光次元に分解し、従来の手法に隠されたシーン特性を明らかにする。 提案手法の適用性は, 地中散乱による形状再構成, 散乱媒質による観察, マルチバウンス光輸送の回避, 分極によるメタメリズムの破壊, 結晶の時空間分解など多岐にわたる。

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