Une équipe de chercheurs de la chaire de communications multimédias et de traitement du signal de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) a développé une caméra intelligente qui atteint non seulement une résolution spatiale et temporelle élevée, mais également spectrale. La caméra a un large éventail d'applications qui peuvent améliorer les mesures de protection de l'environnement et de conservation des ressources ainsi que la conduite autonome ou l'agriculture moderne. Les résultats de la recherche ont été publiés en libre accès.

« Jusqu'à présent, les recherches se sont principalement focalisées sur l'augmentation de la résolution spatiale et temporelle, c'est-à-dire le nombre de mégapixels ou d'images par seconde, " explique le professeur Dr. Jürgen Seiler. " La résolution spectrale - la longueur d'onde et donc la perception des couleurs - a été largement ajustée pour correspondre à la vue humaine lors du développement des caméras, ce qui correspond simplement à mesurer les couleurs rouges, vert et bleu. Cependant, beaucoup plus d'informations sont cachées dans le spectre lumineux qui peut être utilisé pour un large éventail de tâches. Par exemple, nous savons que certains animaux utilisent des spectres lumineux supplémentaires pour chasser et chercher de la nourriture."

Trois résolutions dans une seule caméra

Seiler, qui est ingénieur électricien, a développé une caméra multispectrale haute résolution qui améliore la perception humaine avec son équipe de la Chaire de communications multimédias et de traitement du signal (LMS) dirigée par le professeur Dr. Kaup à la FAU. Il combine les trois résolutions—spatiale, temporelle et spectrale—dans une solution rentable. "Jusqu'à maintenant, il n'y avait que des méthodes extrêmement coûteuses et complexes pour mesurer les gammes ultraviolettes ou infrarouges de la lumière ou des bandes spectrales individuelles pour des applications industrielles spéciales, " dit Seiler. " Nous avons cherché un modèle rentable et nous avons pu développer une caméra multispectrale très rentable. "

Les chercheurs ont connecté plusieurs caméras standard peu coûteuses à divers filtres spectraux pour former un réseau de caméras multispectrales. "Nous avons ensuite calculé une image afin de combiner les différentes informations spectrales de chaque capteur, " explique Nils Genser, chercheur associé au LMS. "Ce nouveau concept nous permet de déterminer avec précision les matériaux de chaque objet capturé à l'aide d'une seule image."

À la fois, la nouvelle caméra est largement supérieure aux systèmes existants en termes d'espace, résolution temporelle et spectrale. Comme l'environnement est enregistré par plusieurs "yeux" comme c'est le cas avec la vue humaine, le système fournit également une indication précise de la profondeur. Cela signifie que le système détermine non seulement avec précision la couleur et certaines propriétés matérielles des objets qu'il capture, mais aussi la distance entre eux et la caméra.

Idéal pour la conduite autonome et la technologie environnementale

La conduite autonome est une application potentielle pour ces nouvelles caméras intelligentes. "Tout un éventail de solutions à des problèmes divers s'est aujourd'hui ouvert grâce à notre nouvelle technologie, " dit Seiler. " Dans la gamme infrarouge, par exemple, nous pouvons différencier les personnes réelles des panneaux en utilisant la signature thermique. Pour la conduite de nuit, nous pouvons détecter les animaux qui traversent la route avec un avertissement suffisant."

La haute résolution, des caméras multispectrales pourraient également être utilisées pour protéger l'environnement et préserver les ressources. "Plusieurs plastiques diffèrent considérablement les uns des autres dans diverses gammes du spectre, ce que la nouvelle caméra intelligente peut détecter de manière fiable, " souligne Genser. " De grandes quantités de plastiques sont simplement brûlées au lieu d'être séparées pour être recyclées car elles ont un aspect similaire. Nous pouvons maintenant les séparer de manière fiable."