À l'avenir, le pare-brise de votre voiture pourrait devenir une caméra géante détectant des objets sur la route. Ou chaque fenêtre d'une maison pourrait être transformée en caméra de sécurité.

Les ingénieurs électriciens et informaticiens de l'Université de l'Utah ont découvert un moyen de créer une caméra sans optique dans laquelle une vitre ordinaire ou n'importe quelle fenêtre transparente peut devenir l'objectif.

Leur innovation a été détaillée dans un document de recherche, « L'imagerie informatique permet une caméra sans objectif « transparente », " publié dans le dernier numéro de Optique Express . Une copie du papier, qui a été co-écrit par Ganghun Kim, diplômé en génie électrique et informatique de l'Université de l'Utah, peut être téléchargé ici.

Rajesh Menon, professeur agrégé de génie électrique et informatique à l'Université de l'Utah, affirme que toutes les caméras ont été développées avec l'idée que les humains regardent et déchiffrent les images. Mais si, Il a demandé, vous pourriez développer une caméra qui puisse être interprétée par un ordinateur exécutant un algorithme ?

"Pourquoi ne pensons-nous pas à partir de zéro pour concevoir des caméras optimisées pour les machines et non pour les humains. C'est mon point de vue philosophique, " il dit.

Si un capteur d'appareil photo numérique normal tel que celui d'un téléphone portable ou d'un appareil photo reflex est pointé vers un objet sans objectif, il en résulte une image qui ressemble à une goutte pixélisée. Mais dans ce blob se trouve encore suffisamment d'informations numériques pour détecter l'objet si un programme informatique est correctement formé pour l'identifier. Vous créez simplement un algorithme pour décoder l'image.

Grâce à une série d'expériences, Menon et son équipe de chercheurs ont pris une photo du logo "U" de l'Université de l'Utah ainsi qu'une vidéo d'un bonhomme allumette animé, tous deux affichés sur un panneau lumineux LED. Un pas cher, le capteur de caméra standard était connecté sur le côté d'une fenêtre en plexiglas, mais pointé vers la fenêtre tandis que le panneau lumineux était positionné devant la vitre à un angle de 90 degrés par rapport à l'avant du capteur. L'image résultante du capteur de la caméra, avec l'aide d'un processeur informatique exécutant l'algorithme, est une image à basse résolution mais certainement reconnaissable. Le procédé peut également produire des vidéos animées ainsi que des images en couleur, dit Ménon.

Le processus consiste à enrouler du ruban réfléchissant autour du bord de la fenêtre. La majeure partie de la lumière provenant de l'objet de l'image passe à travers le verre, mais juste assez (environ 1 %) se diffuse à travers la fenêtre et dans le capteur de la caméra pour que l'algorithme informatique décode l'image.

Bien que la photo résultante ne soit pas suffisante pour gagner un prix Pulitzer, ce serait suffisant pour des applications telles que les capteurs d'évitement d'obstacles pour les voitures autonomes. Mais Menon dit que des capteurs de caméra plus puissants peuvent produire des images à plus haute résolution.

Les applications pour un appareil photo sans objectif peuvent être presque illimitées. Des caméras de sécurité pourraient être intégrées dans une maison pendant la construction en utilisant les fenêtres comme lentilles. Il pourrait être utilisé dans les lunettes de réalité augmentée pour réduire leur encombrement. Avec les lunettes AR actuelles, les caméras doivent être pointées vers les yeux de l'utilisateur afin de suivre leurs positions, mais avec cette technologie, ils pourraient être positionnés sur les côtés de l'objectif pour réduire la taille. Un pare-brise de voiture peut avoir plusieurs caméras le long des bords pour capturer plus d'informations. Et la technologie pourrait également être utilisée dans la rétine ou d'autres scanners biométriques, qui ont généralement des caméras pointées vers l'œil.

"Ce n'est pas une solution universelle, mais cela ouvre une voie intéressante pour penser les systèmes d'imagerie, " dit Menon.

D'ici, Menon et son équipe développeront davantage le système, y compris des images 3D, résolution de couleur plus élevée et photographier des objets sous un éclairage domestique normal. Ses expériences actuelles consistaient à prendre des photos d'images auto-éclairées à partir du tableau lumineux.