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À l’avenir, le pare-brise de votre voiture pourrait devenir une caméra géante détectant des objets sur la route, ou chaque fenêtre dans une maison pourrait être transformée en une caméra de sécurité, ou plus simplement avoir un appareil photo sans optique. Des ingénieurs en électricité et en informatique de l’Université de l’Utah ont découvert un moyen de créer un boîtier sans optique dans laquelle une vitre ordinaire ou une fenêtre transparente peut devenir un objectif.

Un appareil photo sans optique

Leur innovation a été détaillée dans un document de recherche intitulé « Computational Imaging Enables a ‘See-Through’ Lensless Camera », publiée dans le nouveau numéro d’Optics Express. Rajesh Menon, professeur associé en génie électrique et informatique à l’Université de l’Utah, soutient que tous les appareils photo ont été conçues avec l’idée que les humains regardent et décryptent les images. Mais si vous pourriez développer un boîtier dont l’information pourrait être interprétée par un ordinateur exécutant un algorithme ?

« Pourquoi ne pas penser dès le départ à la conception de boîtiers optimisés pour les machines et non pour les humains. C’est mon point de vue philosophique », explique-t-il. Si un capteur d’appareil photo numérique normal, tel qu’un capteur de téléphone portable ou un appareil photo reflex, est pointé sur un objet sans objectif, il en résulte une image qui ressemble à une goutte colorée. Mais dans cette goutte, il reste suffisamment d’informations numériques pour détecter l’objet, si un programme informatique est correctement formé pour l’identifier. Il ne vous reste plus qu’à créer un algorithme pour décoder l’image.

Une image produite par un algorithme

À travers une série d’expériences, Menon et son équipe de chercheurs ont pris une photo du logo «U» de l’Université de l’Utah, ainsi que la vidéo d’un personnage animé, tous deux affichés sur un panneau lumineux à LED. Un capteur d’appareils photo peu coûteux, prêt à l’emploi, était connecté au côté d’une fenêtre en plexiglas, mais il était orienté vers la fenêtre tandis que le panneau lumineux était placé devant la vitre à un angle de 90 degrés par rapport à l’avant du capteur. L’image obtenue à partir du capteur, avec l’aide d’un processeur informatique exécutant l’algorithme, est devenue une image à faible résolution mais clairement reconnaissable.

Cette méthode permet également de produire des images animées ainsi que des images en couleur, explique M. Menon. Le processus consiste à enrouler du ruban réfléchissant sur le bord de la fenêtre. La majeure partie de la lumière provenant de l’objet dans l’image passe à travers la vitre, mais juste environ 1 pour cent par la fenêtre et dans le capteur de la caméra pour que l’algorithme informatique décode l’image.

Des capteurs plus puissants pourraient produire des images haute résolution

Bien que la photo obtenue ne soit pas suffisante pour remporter un prix Pulitzer, elle serait suffisante pour des applications telles que des capteurs pour contourner des obstacles, pour les voitures autonomes. Mais Menon affirme que des capteurs plus puissants pourraient produire des images de plus haute résolution.

Les applications pour un appareil photo sans objectif peuvent être presque illimitées. Les caméras de sécurité peuvent être intégrées dans une maison pendant la construction en utilisant les fenêtres comme optiques. Elles pourraient être également utilisées dans les lunettes de la réalité augmentée, pour réduire leur volume. Avec les lunettes AR actuelles, les caméras doivent être dirigées vers les yeux de l’utilisateur afin de suivre leurs positions, mais avec cette technologie, elles peuvent être positionnées sur les côtés de l’objectif pour réduire la taille.

Une autre application possible de cette découverte est un pare-brise de voiture pouvait avoir plusieurs caméras sur les bords pour capturer plus d’informations, et la technologie pourrait également être utilisée dans des scanners biométriques de la rétine, qui ont généralement des caméras dirigées vers l’œil.

Des systèmes d’imagerie

« Ce n’est pas une solution unique, mais cela ouvre une voie intéressante pour réfléchir aux systèmes d’imagerie », explique M. Menon. À partir de là, Menon et son équipe continueront à développer leur système, notamment pour produire des images 3D, une meilleure résolution des couleurs et la photographie d’objets en situation de faible luminosité.

Source : techxplore