A camera that can see around corners | David Lindell

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

Translator: Alba Gabaldon Reviewer: Paula García

In the future,

En el futur,

els cotxes autoconduïts seran més segurs i més fiables

self-driving cars will be safer and more reliable than humans.

que els humans.

But for this to happen,

Però perquè això passi

we need technologies that allow cars to respond

necessitem tecnologies que permetin als cotxes respondre

més ràpidament que els humans,

faster than humans,

we need algorithms that can drive better than humans

necessitem algoritmes que condueixin millor que els humans

i càmeres que vegin més del que els humans poden veure.

and we need cameras that can see more than humans can see.

For example, imagine a self-driving car is about to make a blind turn,

Per exemple, imagina que un cotxe autoconduït

vol fer un gir en un punt cec,

and there's an oncoming car

i ve un altre cotxe,

or perhaps there's a child about to run into the street.

o potser hi ha un nen a punt de travessar el carrer.

Fortunately, our future car will have this superpower,

Afortunadament, el nostre cotxe del futur tindrà aquest superpoder,

una càmera que pot veure-hi a les cantonades

a camera that can see around corners to detect these potential hazards.

per detectar aquests possibles perills.

For the past few years as a PhD student

Durant els darrers anys com a doctorand

in the Stanford Computational Imaging Lab,

al Computational Imaging Lab, a Stanford,

I've been working on a camera that can do just this --

he estat treballant en una càmera que pot fer això:

a camera that can image objects hidden around corners

una càmera que pot veure objectes ocults a les cantonades

or blocked from direct line of sight.

o que queden fora del camp visual.

So let me give you an example of what our camera can see.

Deixeu-me que us doni un exemple del que pot veure la nostra càmera.

This is an outdoor experiment we conducted

Aquest és un experiment a l'aire lliure que vam realitzar

where our camera system is scanning the side of this building with a laser,

on el sistema de la càmera escaneja el costat d'aquest edifici amb un làser,

and the scene that we want to capture

i l'escena que volem capturar

is hidden around the corner behind this curtain.

està amagada a la cantonada darrere d'aquesta cortina.

So our camera system can't actually see it directly.

El sistema de la nostra càmera en realitat no la veu directament.

And yet, somehow,

I tot i així, d'alguna manera,

our camera can still capture the 3D geometry of this scene.

la nostra càmera encara pot capturar la geometria 3D d'aquesta escena.

So how do we do this?

Llavors, com ho fem, això?

The magic happens here in this camera system.

La màgia ocorre aquí, en el sistema de la càmera.

You can think of this as a type of high-speed camera.

Podeu pensar en això com un tipus de càmera d'alta velocitat.

Not one that operates at 1,000 frames per second,

No una que treballa a 1000 fotogrames per segon

or even a million frames per second,

o, fins i tot, un milió de fotogrames per segon,

but a trillion frames per second.

sinó un bilió de fotogrames per segon.

So fast that it can actually capture the movement of light itself.

Tan ràpid que, de fet, pot capturar el moviment de la llum.

And to give you an example of just how fast light travels,

I per posar un exemple de què ràpid viatja la llum,

let's compare it to the speed of a fast-running comic book superhero

comparem-ho amb la gran velocitat d’un superheroi de còmic

who can move at up to three times the speed of sound.

que es mou tres vegades més ràpid que la velocitat del so.

It takes a pulse of light about 3.3 billionths of a second,

Es necessita un pols de llum d'unes 3,3 mil·lèsimes de segon,

or 3.3 nanoseconds,

o 3,3 nanosegons,

to travel the distance of a meter.

per a recórrer un metre de distància.

Well, in that same time,

Doncs bé, en aquest mateix temps,

our superhero has moved less than the width of a human hair.

el superheroi s'haurà mogut menys que l'amplada d'un cabell humà.

That's pretty fast.

Això és bastant ràpid.

But actually, we need to image much faster

Però en realitat, necessitem imatges més ràpides

if we want to capture light moving at subcentimeter scales.

si volem captar llum movent-se a escales subcentimètriques.

So our camera system can capture photons

Així doncs, el sistema de la càmera pot capturar fotons

at time frames of just 50 trillionths of a second,

en un marc de temps de només 50 bilions de segon,

or 50 picoseconds.

o 50 picosegons.

So we take this ultra-high-speed camera

Així que agafem aquesta càmera d'alta velocitat

and we pair it with a laser that sends out short pulses of light.

i la combinem amb un làser que emet polsos de llum curts.

Each pulse travels to this visible wall

Cada pols viatja a aquesta paret visible

and some light scatters back to our camera,

i alguns feixos de llum tornaran a la càmera,

but we also use the wall to scatter light around the corner

però també utilitzem la paret per escampar la llum per la cantonada

to the hidden object and back.

cap a l’objecte ocult i tornar.

We repeat this measurement many times

Repetim aquesta medició moltes vegades

to capture the arrival times of many photons

per a capturar els temps d’arribada de molts fotons

from different locations on the wall.

des de diferents llocs de la paret.

And after we capture these measurements, we can create

I després de capturar aquestes medicions,

podrem crear un vídeo d'un bilió de fotogrames per segon,

a trillion-frame-per-second video of the wall.

de la paret.

While this wall may look ordinary to our own eyes,

Tot i que aquesta paret ens pot semblar normal,

at a trillion frames per second, we can see something truly incredible.

en un bilió de fotogrames per segon podrem veure coses realment increïbles.

We can actually see waves of light scattered back from the hidden scene

Podem veure ones de llum disperses de l'escena amagada

and splashing against the wall.

que xoquen contra la paret.

And each of these waves carries information

I cadascuna d'aquestes ones porta informació

de l'objecte amagat que l'ha enviat.

about the hidden object that sent it.

So we can take these measurements

Per tant, podem prendre aquestes medicions

and pass them into a reconstruction algorithm

i passar-les a un algoritme de reconstrucció

to then recover the 3D geometry of this hidden scene.

per després recuperar la geometria 3D d’aquesta escena oculta.

Now I want to show you one more example of an indoor scene that we captured,

Ara vull mostrar-vos un altre exemple d'una escena interior que vam capturar,

this time with a variety of different hidden objects.

aquesta vegada amb una varietat de diferents objectes ocults.

And these objects have different appearances,

Aquests objectes tenen formes diferents,

so they reflect light differently.

i reflecteixen la llum de forma diferent.

For example, this glossy dragon statue reflects light differently

Per exemple, aquesta estàtua brillant d'un drac

reflecteix la llum de forma diferent

than the mirror disco ball

que la bola de discoteca

or the white discus thrower statue.

o l'estàtua del discòbol.

And we can actually see the differences in the reflected light

En realitat, podem veure les diferències en la llum reflectida

by visualizing it as this 3D volume,

visualitzant-lo en aquest volum 3D,

where we've just taken the video frames and stacked them together.

on hem tret els fotogrames del vídeo i els hem posat tots junts.

And time here is represented as the depth dimension of this cube.

I el temps aquí es representa com la profunditat d'aquest cub.

These bright dots that you see are reflections of light

Aquests punts brillants que veieu són reflexos de llum

from each of the mirrored facets of the disco ball,

de cadascun dels miralls de la bola de discoteca,

scattering against the wall over time.

escampant-se per la paret amb el temps.

The bright streaks of light that you see arriving soonest in time

Els rajos de llum lluminosos que veieu que arriben més aviat

are from the glossy dragon statue that's closest to the wall,

són de l’estàtua del drac brillant que està més a prop de la paret,

and the other streaks of light come from reflections of light from the bookcase

i els altres rajos de llum provenen dels reflexos de llum de la prestatgeria

and from the statue.

i de l’estàtua.

Now, we can also visualize these measurements frame by frame,

També podem veure aquestes medicions fotograma per fotograma,

as a video,

com un vídeo,

to directly see the scattered light.

per veure la llum dispersada.

And again, here we see, first, reflections of light from the dragon,

I un altre cop, aquí veiem, primer, reflexos de llum del drac,

més a prop de la paret,

closest to the wall,

followed by bright dots from the disco ball

seguit de cadascun dels miralls d'una bola de discoteca

and other reflections from the bookcase.

i altres reflexos de la prestatgeria.

And finally, we see the reflected waves of light from the statue.

I finalment, veiem reflectides ones de llum de l'estàtua.

These waves of light illuminating the wall

Aquestes ones de llum que il·luminen la paret

are like fireworks that last for just trillionths of a second.

són com focs artificials que duren només bilions de segons.

And even though these objects reflect light differently,

I tot i que aquests objectes reflecteixen la llum de forma diferent,

we can still reconstruct their shapes.

encara podem reconstruir les seves formes.

And this is what you can see from around the corner.

I això és el que podeu veure en tombar la cantonada.

Now, I want to show you one more example that's slightly different.

Ara vull mostrar-vos un altre exemple que és una mica diferent.

In this video, you see me dressed in this reflective suit

En aquest vídeo, em veieu amb aquest vestit reflectant,

and our camera system is scanning the wall at a rate of four times every second.

i la nostra càmera escaneja la paret a un ritme de quatre vegades per segon.

The suit is reflective,

El vestit és reflectant,

so we can actually capture enough photons

de manera que podem capturar prou fotons

that we can see where I am and what I'm doing,

per a poder veure on sóc i què faig,

without the camera actually directly imaging me.

sense que la càmera m'apunti directament.

By capturing photons that scatter from the wall to my tracksuit,

En capturar fotons que es dispersen de la paret al meu xandall,

back to the wall and back to the camera,

de nou a la paret i de nou a la càmera,

we can capture this indirect video in real time.

podem capturar aquest vídeo de forma indirecta en temps real.

And we think that this type of practical non-line-of-sight imaging

I pensem que aquest tipus d'imatges pràctiques no lineals

could be useful for applications including for self-driving cars,

podrien ser útils per a aplicacions com els vehicles autoconduïts,

but also for biomedical imaging,

però també per a imatges biomèdiques,

where we need to see into the tiny structures of the body.

on es necessita veure dins d'estructures minúscules del cos.

And perhaps we could also put similar camera systems on the robots

I potser també podríem posar sistemes de càmeres similars als robots

that we send to explore other planets.

que enviem a explorar altres planetes.

Now you may have heard about seeing around corners before,

Potser ja havíeu sentit a parlar de veure-hi pel les cantonades

but what I showed you today would have been impossible

però el que us he mostrat hauria estat impossible

fa només dos anys.

just two years ago.

For example, we can now image large, room-sized hidden scenes outdoors

Per exemple, ara podem fer imatges d'escenes amagades grans,

a l'aire lliure i en temps real,

and at real-time rates,

and we've made significant advancements towards making this a practical technology

i hem fet avenços importants per aconseguir que aquesta

sigui una tecnologia pràctica

that you could actually see on a car someday.

que podríeu veure en un cotxe algun dia.

But of course, there's still challenges remaining.

Però és clar, encara hi ha alguns reptes pendents.

For example, can we image hidden scenes at long distances

Per exemple, podem fer una imatge d'escenes ocultes a llargues distàncies

where we're collecting very, very few photons,

d'on estem agafant molt pocs fotons,

with lasers that are low-power and that are eye-safe.

amb làsers de poca potència i que no són nocius per als ulls.

Or can we create images from photons

O, podem crear imatges a partir dels fotons

that have scattered around many more times

que s’han escampat més d'una vegada

than just a single bounce around the corner?

que un sol rebot en tombar la cantonada?

Can we take our prototype system that's, well, currently large and bulky,

Podem agafar el nostre sistema prototipus,

que actualment és gran i voluminós,

and miniaturize it into something that could be useful

i miniaturar-lo en alguna cosa que pugués ser útil

for biomedical imaging

per a la imatge biomèdica,

or perhaps a sort of improved home-security system,

o potser una mena de sistema de seguretat domèstic millorat,

or can we take this new imaging modality and use it for other applications?

o podem adoptar aquesta nova modalitat d'imatge

i utilitzar-la per a altres aplicacions?

I think it's an exciting new technology

És tecnologia nova i apassionant

and there could be other things that we haven't thought of yet

i potser hi ha altres coses que encara no hem pensat

to use it for.

en què utilitzar-la.

And so, well, a future with self-driving cars

I si bé, ens pot semblar llunyà un futur

may seem distant to us now --

amb vehicles autoconduïts;

we're already developing the technologies

ja estem desenvolupant les tecnologies

that could make cars safer and more intelligent.

que podrien fer que els cotxes siguin més segurs i intel·ligents.

And with the rapid pace of scientific discovery and innovation,

I al ritme ràpid de descoberta i innovació científica,

mai se sap quines són les noves i apassionants possibilitats

you never know what new and exciting capabilities

que hi ha en tombar la cantonada.

could be just around the corner.

(Aplaudiments)

(Applause)