Reading time: 2 minutes
Author:
Een huis-tuin-en-keukencamera is afdoende om de bloedstroom door iemands gezicht te verraden, dankzij een beeldverwerkingsalgoritme dat onderzoekers van het MIT en Quanta Research Cambridge in aanloop van de Siggraph-conferentie in Los Angeles hebben onthuld. De Euleriaanse videovergroting werkt als een ’microscoop voor tijdsvariatie‘, aldus de onderzoekers. Subtiele, nauwelijks waarneembare veranderingen in het beeld kunnen met de aanpak worden uitvergroot, zelfs als ze onder het ruisniveau van de camera liggen. In een demo-filmpje onthullen de onderzoekers onder meer de ademhaling van een pasgeboren baby, de beweging die een spiegelreflexcamera maakt tijdens het schieten van een foto en het trillen van gitaarsnaren. De methode kan zowel bewegingen uitvergroten, als veranderingen in kleur zonder beweging (de bloedstroom door iemands gezicht) versterken.
De methode is gebaseerd op een combinatie van ruimtelijke en tijdfilters. In de eerste stap wordt elk frame van de video ontleed in verschillende ruimtelijke frequenties. Vervolgens wordt elke pixel in elk van deze banden door een tijdfilter gehaald. De resulterende filmpjes worden elk met hun eigen factor versterkt en vervolgens weer samengevoegd tot een enkele video.
Er bestaan al algoritmes met vergelijkbare doelen, maar die zijn gebaseerd op het het expliciet volgen van de bewegingen in het beeld. In termen van rekenkracht is dit relatief duur en bovendien hebben dit soort algoritmes er veel last van als het object gedeeltelijk verborgen is achter een ander object. De Euleriaanse aanpak werkt met uniforme filters en is simpeler, aldus de onderzoekers. Ook is veel minder rekenkracht nodig. Een standaard laptop kan VGA-beelden met 45 fps aan.
Het aardige van de aanpak is ook dat er een hoop knoppen zijn om aan te draaien waardoor ingezoomd kan worden op specifieke karakteristieken. Door het signaal uit specifieke ruimtelijke frequenties te versterken, worden de veranderingen bijvoorbeeld uitgemiddeld waardoor het signaal boven de ruis uitgetild wordt. Met het tijdsfilter kan geselecteerd worden op specifieke frequentiebanden zoals het gebied dat interessant is voor de hartslag. Ook kunnen verschillende filters worden ingezet naar gelang de toepassing. Met een breedbandig filter kan beweging worden uitvergroot, terwijl een smalbandig filter subtiele kleurveranderingen zonder beweging weer tevoorschijn tovert.
