A camera that can see around corners | David Lindell

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

Traducător: Izabela Raducan Corector: Iosif Szenasi

In the future,

În viitor, mașinile autonome vor fi mai sigure

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

și mai de încredere decât oamenii.

Dar ca acest lucru să se întâmple, avem nevoie de tehnologii

But for this to happen,

we need technologies that allow cars to respond

care să dea posibilitatea mașinilor să reacționeze mai rapid decât oamenii,

faster than humans,

we need algorithms that can drive better than humans

de algoritmi care pot conduce mai bine decât oamenii

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

și de camere care pot vedea mai multe decât pot oamenii.

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

De exemplu, imaginați-vă că o mașină urmează să ia o curbă fără vizibilitate

and there's an oncoming car

și o alta vine din sens opus

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

sau poate un copil urmează să alerge direct în stradă.

Fortunately, our future car will have this superpower,

Din fericire, mașina noastră din viitor va avea această super-putere,

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

o camera care poate vedea după colț și poată detecta posibilele pericole.

For the past few years as a PhD student

În ultimii ani, ca doctorand

in the Stanford Computational Imaging Lab,

la Stanford Computational Imagining Lab,

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

am lucrat la o cameră care poate face exact acest lucru:

a camera that can image objects hidden around corners

ce poate vede obiectele ascunse după colț

or blocked from direct line of sight.

sau ascunse vizibilității directe.

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

Vă voi oferi un exemplu despre ce poate vedea camera noastră.

This is an outdoor experiment we conducted

Acesta e un experiment desfășurat în aer liber,

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

în care sistemul camerei scanează peretele acestei clădiri cu un laser

and the scene that we want to capture

și imaginea pe care vrem s-o identifice

is hidden around the corner behind this curtain.

e ascunsă după colț, în spatele acestei cortine.

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

Așadar, camera nu poate s-o vadă direct.

And yet, somehow,

Dar cumva,

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

camera poate să capteze geometria 3D a acelui obiect.

So how do we do this?

Cum reușește asta?

The magic happens here in this camera system.

Magia are loc aici, în acest sistem.

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

Puteți să îl comparați cu o cameră ultra rapidă.

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

Nu una care funcționează la 1.000 de cadre pe secundă,

or even a million frames per second,

sau la un milion de cadre pe secundă,

but a trillion frames per second.

ci la un trilion de cadre pe secundă.

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

Atât de rapidă încât poate să capteze chiar și mișcarea luminii.

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

Și ca să vă dau un exemplu de cât de rapid călătorește lumina,

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

haideți s-o comparăm cu viteza unui super-erou foarte rapid

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

care se deplasează cu o viteză de trei ori mai mare decât cea a sunetului.

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

Unei raze luminoase îi ia aproximativ a 3,3 miliarda parte dintr-o secundă,

or 3.3 nanoseconds,

sau 3,3 nanosecunde

to travel the distance of a meter.

să călătorească pe distanța de un metru.

Well, in that same time,

Ei bine, în același timp,

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

supereroul nostru a călătorit mai puțin decât grosimea unui fir de păr.

That's pretty fast.

E foarte rapidă.

But actually, we need to image much faster

Dar trebuie să filmăm la o viteză mai mare

if we want to capture light moving at subcentimeter scales.

dacă vrem să captăm lumina călătorind la scară milimetrică.

So our camera system can capture photons

Deci camera noastră poate capta fotoni

at time frames of just 50 trillionths of a second,

la fiecare 50 de trilionime de secundă,

or 50 picoseconds.

sau 50 de picosecunde.

So we take this ultra-high-speed camera

Așa ca luăm această cameră ultra rapidă

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

și o folosim împreună cu un laser care trimite impulsuri scurte de lumină.

Each pulse travels to this visible wall

Fiecare puls călătorește până la acest perete vizibil

and some light scatters back to our camera,

și o parte din lumină revine la cameră,

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

dar folosim peretele ca să trimitem lumina și după colț,

to the hidden object and back.

la obiectele nevăzute și înapoi.

We repeat this measurement many times

Repetăm aceste măsurători de multe ori

to capture the arrival times of many photons

pentru a calcula timpii de întoarcere ai fotonilor

from different locations on the wall.

din diferite locații de pe perete.

And after we capture these measurements, we can create

După ce avem aceste măsurători putem crea

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

un video cu o rezoluție de un trilion de cadre/secundă.

While this wall may look ordinary to our own eyes,

Deși acest perete poate părea obișnuit pentru ochii noștri,

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

la un trilion de cadre pe secundă, putem vedea ceva cu adevărat incredibil.

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

Putem să vedem unde de lumină reflectate din obiectul ascuns

and splashing against the wall.

lovindu-se de perete.

And each of these waves carries information

Și fiecare dintre aceste unde aduce informații

about the hidden object that sent it.

despre obiectul ascuns care le-a reflectat.

So we can take these measurements

Așa că putem introduce aceste măsurători

and pass them into a reconstruction algorithm

într-un algoritm de reconstrucție

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

pentru a realiza geometria 3D a obiectului ascuns.

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

Vreau să vă mai arăt încă un exemplu din interior,

this time with a variety of different hidden objects.

de această dată cu o varietate de obiecte ascunse.

And these objects have different appearances,

Aceste obiecte sunt diferite,

so they reflect light differently.

așa că reflectă lumina în mod diferit.

For example, this glossy dragon statue reflects light differently

Spre exemplu, această statuetă lucioasă a unui dragon reflectă lumina diferit

than the mirror disco ball

față de mingea disco

or the white discus thrower statue.

sau statueta albă a unui aruncător de discuri.

And we can actually see the differences in the reflected light

Putem chiar să vedem diferențele în lumina reflectată

by visualizing it as this 3D volume,

vizualizând-o ca un volum 3D

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

unde am luat cadrele video și le-am suprapus.

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

Iar timpul e reprezentat aici ca adâncimea acestui cub.

These bright dots that you see are reflections of light

Punctele luminoase pe care le vedeți sunt reflexii ale luminii

from each of the mirrored facets of the disco ball,

din fațetele cu oglinzi ale mingii disco,

scattering against the wall over time.

ce se reflectă pe perete.

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

Razele cele mai luminoase

ce apar cel mai devreme

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

sunt de la statuia lucioasă a dragonului care e cea mai aproape de perete,

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

și celelalte raze de lumină sunt reflexii de la raftul cu cărți

and from the statue.

și de la statuie.

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

Putem vizualiza aceste măsurători cadru cu cadru, într-un video,

as a video,

to directly see the scattered light.

pentru a vedea direct lumina reflectată.

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

Și din nou, putem vedea prima dată

reflexiile dragonului, cel mai apropiat de perete,

closest to the wall,

followed by bright dots from the disco ball

urmat de puncte luminoase de la mingea disco,

and other reflections from the bookcase.

și alte reflexii de la raftul de cărți.

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

Și în final, putem vedea razele reflectate de statuie.

These waves of light illuminating the wall

Aceste raze care iluminează peretele

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

sunt ca niște artificii care durează doar o trilionime de secundă.

And even though these objects reflect light differently,

Și chiar dacă aceste obiecte reflectă lumina diferit,

we can still reconstruct their shapes.

putem să le reconstruim forma.

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

Și asta putem vedea după colț.

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

Vreau să vă mai arăt încă un exemplu care e puțin diferit.

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

În acest video mă vedeți îmbrăcat într-un costum reflectorizant,

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

iar camera scanează peretele de patru ori pe secundă.

The suit is reflective,

Costumul este reflectorizant,

so we can actually capture enough photons

așa că putem capta suficienți fotoni

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

ca să putem vedea unde sunt și ce fac,

without the camera actually directly imaging me.

fără să fiu scanat direct de către cameră.

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

Captând fotonii care se reflectă din perete pe costumul meu,

și apoi înapoi pe perete și înapoi la cameră,

back to the wall and back to the camera,

we can capture this indirect video in real time.

putem înregistra acest video indirect în timp real.

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

Și credem că acest tip de scanare indirectă

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

ar putea fi utilă pentru alte aplicații, printre care mașinile autonome,

but also for biomedical imaging,

dar și pentru scanări biomedicale,

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

unde trebuie vizualizate structurile minuscule ale corpului.

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

Și poate am putea să dotăm cu camere similare

roboți trimiși să exploreze alte planete.

that we send to explore other planets.

Now you may have heard about seeing around corners before,

Poate că ați mai auzit de această tehnologie până acum,

but what I showed you today would have been impossible

dar ce v-am arătat eu astăzi ar fi fost imposibil

chiar și acum doi ani.

just two years ago.

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

De exemplu acum putem scana obiecte ascunse de dimensiuni mari,

în aer liber, în timp real,

and at real-time rates,

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

și am făcut pași importanți spre transformarea ei

într-o tehnologie practică, pe care ați putea-o vedea

that you could actually see on a car someday.

pe o mașină într-o bună zi.

But of course, there's still challenges remaining.

Dar bineînțeles, mai avem o mulțime de provocări.

For example, can we image hidden scenes at long distances

De exemplu, am putea scana obiecte la distanțe mari,

where we're collecting very, very few photons,

adunând extrem de puțini fotoni,

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

cu lasere de putere mică și care nu afectează vederea?

Or can we create images from photons

Sau am putea crea imagini din fotoni

care s-au reflectat de mai multe ori,

that have scattered around many more times

decât o singură dată după colț?

than just a single bounce around the corner?

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

Putem să folosim prototipul actual, ce e mare și greoi,

and miniaturize it into something that could be useful

și să-l micșorăm în ceva care poate fi folosit

for biomedical imaging

în scanare biomedicală

or perhaps a sort of improved home-security system,

sau într-un sistem de securitate îmbunătățit,

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

sau putem să folosim această modalitate de scanare

în alte domenii?

I think it's an exciting new technology

Cred că e o tehnologie nouă uimitoare

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

și că sunt lucruri la care nu ne-am gândit încă

to use it for.

și la care am putea-o folosi.

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

Un viitor cu mașini autonome poate părea depărtat de noi,

may seem distant to us now --

we're already developing the technologies

dar deja dezvoltăm tehnologiile

that could make cars safer and more intelligent.

care ar putea să facă mașinile mai sigure și mai inteligente.

And with the rapid pace of scientific discovery and innovation,

Și cu acest ritm rapid de descoperiri științifice și inovații,

you never know what new and exciting capabilities

nu poți ști niciodată ce capacități noi și încântătoare

ar putea fi după colț.

could be just around the corner.

(Applause)

(Aplauze)