A camera that can see around corners | David Lindell

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

Traducteur: Ludovica Harley Relecteur: Matthew Hill

In the future,

Dans le futur,

les voitures autonomes seront plus sûres et plus fiables que les humains.

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

But for this to happen,

Mais, pour y arriver, il faut des technologies

we need technologies that allow cars to respond

qui permettent aux voitures de réagir plus vite que les humains,

faster than humans,

we need algorithms that can drive better than humans

il faut des algorithmes qui conduisent mieux que les humains

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

et il faut des caméras qui voient plus que les humains.

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

Par exemple, imaginez une voiture autonome qui arrive dans un virage aveugle

and there's an oncoming car

et une autre voiture arrive

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

ou il y a un enfant sur le point de courir sur la route.

Fortunately, our future car will have this superpower,

Heureusement, notre voiture du futur aura ce super-pouvoir :

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

une caméra qui peut voir derrière les angles

afin de détecter ces éventuels dangers.

For the past few years as a PhD student

Depuis quelques années, en tant que doctorant

in the Stanford Computational Imaging Lab,

au laboratoire d'imagerie computationnelle de Stanford,

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

je travaille sur une caméra qui peut justement faire ça,

a camera that can image objects hidden around corners

une caméra qui peut visualiser des objets cachés derrière un angle

or blocked from direct line of sight.

ou en dehors de la ligne de vue directe.

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

Permettez-vous de vous montrer ce que notre caméra permet de voir.

This is an outdoor experiment we conducted

Il s'agit d'une expérience en plein air

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

où notre système de caméra scanne le côté de ce bâtiment avec un laser,

and the scene that we want to capture

et où la scène que l'on veut enregistrer est cachée derrière ce rideau.

is hidden around the corner behind this curtain.

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

Notre caméra ne la peut donc pas voir directement

And yet, somehow,

et pourtant,

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

notre caméra peut néanmoins capter la géométrie 3D de cette scène.

So how do we do this?

Comment est-ce possible ?

The magic happens here in this camera system.

La magie se produit dans cette caméra.

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

Vous pouvez voir ça comme une sorte de caméra haute vitesse.

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

Pas une caméra qui enregistrerait 1 000 images par seconde,

or even a million frames per second,

ni même un million d'images par seconde,

but a trillion frames per second.

mais un billion d'images par seconde.

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

Si rapide qu'il peut capturer le mouvement de la lumière elle-même.

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

Pour vous donner un exemple de la vitesse à laquelle voyage la lumière,

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

comparons cela à la vitesse d'un super-héros ultra-rapide

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

qui peut se déplacer jusqu'à trois fois la vitesse du son.

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

Il faut à une impulsion de lumière environ 3,3 milliardièmes de seconde,

or 3.3 nanoseconds,

ou 3,3 nanosecondes,

to travel the distance of a meter.

pour parcourir la distance d'un mètre.

Well, in that same time,

Et, en ce même laps de temps,

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

notre super-héros a parcouru moins que la largeur d’un cheveu humain.

That's pretty fast.

C'est plutôt rapide.

But actually, we need to image much faster

Mais en fait, on doit filmer beaucoup plus rapidement

if we want to capture light moving at subcentimeter scales.

si on veut capturer la lumière se déplaçant

à des échelles subcentimétriques.

So our camera system can capture photons

Notre caméra peut capturer des photons

at time frames of just 50 trillionths of a second,

à des échelles de temps de l'ordre du 50 billionième de seconde,

or 50 picoseconds.

ou 50 picosecondes.

So we take this ultra-high-speed camera

Donc, on prend cette caméra hyper rapide

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

et on la couple à un laser qui envoie de courtes impulsions de lumière.

Each pulse travels to this visible wall

Chaque impulsion se déplace vers ce mur visible

and some light scatters back to our camera,

et de la lumière est renvoyée vers notre caméra,

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

mais on utilise aussi le mur pour disperser la lumière au-delà du mur

to the hidden object and back.

vers l'objet dissimulé et retour.

We repeat this measurement many times

On répète cette mesure plusieurs fois

to capture the arrival times of many photons

pour capturer les temps d'arrivée de nombreux photons

from different locations on the wall.

à partir de différents endroits du mur.

And after we capture these measurements, we can create

Et après avoir pris ces mesures,

on peut créer une vidéo du mur avec un billion d'images par seconde.

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

While this wall may look ordinary to our own eyes,

Alors que ce mur peut sembler ordinaire à nos propres yeux,

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

avec un billion d'images par seconde,

on peut voir quelque chose d'extraordinaire.

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

On peut voir les ondes de lumière revenant de la scène cachée

and splashing against the wall.

et éclaboussant le mur.

And each of these waves carries information

Et chacune de ces ondes contient des informations

about the hidden object that sent it.

sur l'objet caché qui l'a renvoyée.

So we can take these measurements

On peut donc prendre ces mesures

and pass them into a reconstruction algorithm

et les soumettre à un algorithme de reconstruction

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

pour récupérer la géométrie 3D de cette scène cachée.

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

Je veux vous montrer un dernier exemple d'une scène enregistrée à l'intérieur,

this time with a variety of different hidden objects.

cette fois avec une gamme de différents objets cachés.

And these objects have different appearances,

Ces objects ont différentes apparences,

so they reflect light differently.

donc renvoient différemment la lumière.

For example, this glossy dragon statue reflects light differently

Par exemple, cette statue brillante de dragon

réfléchit la lumière différemment de cette boule à facettes

than the mirror disco ball

or the white discus thrower statue.

ou de cette statue blanche de lanceur de disque.

And we can actually see the differences in the reflected light

Et on peut voir les différences dans la lumière réfléchie

by visualizing it as this 3D volume,

en les regardant dans ce volume 3D,

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

dans lequel on a pris les images vidéo qu'on a assemblées.

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

Le temps est représenté par la profondeur de ce cube.

These bright dots that you see are reflections of light

Ces points lumineux que vous voyez correspondent à la lumière réfléchie

from each of the mirrored facets of the disco ball,

par chacune des facettes de cette boule à facettes,

scattering against the wall over time.

dispersées contre le mur au fil du temps.

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

Ces rayures de lumière que vous voyez arriver en premier

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

viennent de la statue brillante du dragon qui est la plus proche du mur,

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

et les autres rayures proviennent des reflets de lumière sur la bibliothèque

and from the statue.

et la statue.

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

On peut également regarder ces mesures image par image,

as a video,

comme une vidéo,

to directly see the scattered light.

et voir directement la lumière éparpillée.

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

Et une fois encore, on voit d'abord la lumière réfléchie par le dragon,

closest to the wall,

le plus proche du mur,

followed by bright dots from the disco ball

suivie par les points lumineux produits par la boule à facettes

and other reflections from the bookcase.

et d'autres par l'étagère.

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

Et enfin, on voit les ondes lumineuses renvoyées par la statue.

These waves of light illuminating the wall

Ces ondes lumineuses éclairent le mur

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

comme des feux d'artifices qui ne durent qu'un billionième de seconde.

And even though these objects reflect light differently,

Et bien que ces objets réfléchissent la lumière différemment,

we can still reconstruct their shapes.

nous pouvons néanmoins reconstruire leurs formes.

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

Voici ce que vous voyez au-delà du coin du mur.

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

Je veux vous montrer un autre exemple légèrement différent.

Dans cette vidéo, vous me voyez habillé en ce costume réfléchissant

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

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

et notre système caméra scanne le mur à un rythme de quatre fois par seconde.

The suit is reflective,

Le costume est réfléchissant,

so we can actually capture enough photons

donc il est possible de capturer assez de photons

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

pour voir où je suis et ce que je fais,

without the camera actually directly imaging me.

sans que la caméra ne me filme directement.

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

En capturant des photons réfléchis depuis le mur sur mon costume,

back to the wall and back to the camera,

puis vers le mur et vers la caméra,

we can capture this indirect video in real time.

on peut enregistrer cette vidéo indirecte en temps réel.

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

Et nous pensons que ce type d'imagerie visuelle indirecte

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

pourrait servir pour des applications comme les voitures autonomes,

but also for biomedical imaging,

mais aussi dans l'imagerie médicale,

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

où on doit pénétrer les plus petites structures du corps.

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

Et peut-être pourrions-nous mettre des caméras similaires sur les robots

that we send to explore other planets.

que nous envoyons explorer d'autres planètes.

Now you may have heard about seeing around corners before,

Vous avez peut-être déjà entendu parler de voir au-delà des coins,

but what I showed you today would have been impossible

mais ce que je vous ai montré aurait été impossible il y a deux ans.

just two years ago.

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

Par exemple,

on peut maintenant visualiser des scènes de la taille d'une pièce, dehors

and at real-time rates,

et en temps réel,

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

et nous avons fait des progrès importants pour rendre cette technologie applicable

that you could actually see on a car someday.

que vous pourriez un jour voir sur une voiture.

But of course, there's still challenges remaining.

Mais bien sûr, il reste encore des défis à relever.

For example, can we image hidden scenes at long distances

Par exemple, pouvons-nous visualiser des scènes dissimulées à longue distance

where we're collecting very, very few photons,

pour lesquelles on ne collecte que très très peu de photons,

avec des lasers de faible puissance qui seraient sans danger pour nos yeux ?

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

Or can we create images from photons

Ou pouvons-nous créer des images à partir de photons

that have scattered around many more times

qui ont été réfléchis plus d'une fois,

than just a single bounce around the corner?

plus qu'un simple rebond à un coin de mur ?

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

Pouvons-nous faire de notre prototype, qui est actuellement grand et encombrant,

and miniaturize it into something that could be useful

une version miniature qui pourrait servir à l'imagerie médicale

for biomedical imaging

or perhaps a sort of improved home-security system,

ou alors un système de sécurité amélioré pour les domiciles,

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

ou pouvons-nous utiliser cette nouvelle méthode d'imagerie

pour d'autres applications ?

I think it's an exciting new technology

C'est une nouvelle technologie passionante

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

et il pourrait y avoir autres choses auxquelles nous n'avons pas encore pensé.

to use it for.

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

En fin de compte, si un futur avec des voitures autonomes

may seem distant to us now --

peut sembler lointain pour l'instant --

we're already developing the technologies

nous développons déjà les technologies

that could make cars safer and more intelligent.

qui permettraient des voitures plus sûres et plus intelligentes.

And with the rapid pace of scientific discovery and innovation,

Avec le rythme soutenu de la découverte et de l’innovation scientifiques,

you never know what new and exciting capabilities

on ne sait jamais quelles nouvelles et incroyables possibilités

could be just around the corner.

pourraient être juste au coin de la rue.

(Applause)

(Applaudissements)