Vous avez certainement essayé de prendre une photo de quelque chose de très intéressant, mais… il y avait une fenêtre au milieu. Et l’image a été laissée avec un reflet plutôt désagréable. Mais le MIT prépare une caméra pour résoudre le problème. Les chercheurs du Media Lab du MIT ont pour objectif d’utiliser un logiciel de caméra “immunisé” contre ce type de réflexion.
Actuellement, ce problème est résolu par des photographes professionnels grâce à des filtres polarisants, qui sont principalement utilisés à l’extérieur pour limiter les différents faisceaux de lumière venant vers l’appareil photo. Cela rend l’éclairage beaucoup plus équilibré et la photo beaucoup plus belle.
Sauf qu’ils ne fonctionnent pas toujours bien. La technique du MIT est plus avancée en ce qui concerne la séparation des différentes images obtenues grâce aux différentes sources de lumière dans la région. Pour ce faire, ils projettent de la lumière dans la scène et calculent la distance des objets en fonction du temps nécessaire à la réflexion de la lumière.
Cette technique est intéressante car elle est relativement bon marché. Il n’a pas été nécessaire de construire une nouvelle caméra, mais d’en utiliser une avec un capteur de profondeur, ce qui n’est pas très coûteux. Dans cette expérience, les chercheurs ont utilisé la caméra Kinect et la transformée de Fourier pour éliminer la réflexion.
Alors que l’appareil photo Kinect fonctionnait avec la profondeur des objets, la transformée de Fourier séparait les différentes fréquences de la lumière arrivant au capteur de l’appareil pour que les chercheurs puissent ensuite sélectionner la partie de l’image qu’ils voulaient conserver.
La technique de Fourier, un mathématicien et physicien français du XVIIIe siècle, était indispensable pour cette expérience. Cela se produit parce que son transformateur discret (DFT) est chargé de traiter les signaux numériques (dans ce cas, les signaux lumineux) et de les séparer dans leurs fréquences propres, permettant ainsi la reconstruction de la scène. Pour que vous ayez une idée, c’est grâce à Fourier que nous pouvons écouter de la musique en numérique. Les différents instruments qui composent une chanson produisent des sons (ou des vibrations aériennes) de plusieurs fréquences différentes, qui sont additionnés et tablettes dans un format *.mp3.
L’équivalent de la découverte des chercheurs du MIT, dans ce cas, est qu’il serait capable de prendre un MP3 et, de manière mathématique, de décomposer le signal en ses fréquences composantes. Comme la réfraction de la lumière dans le verre ne peut pas être “éteinte”, ils la séparent par des mathématiques.
Ensuite, dans une scène où deux signaux lumineux arrivent en même temps au capteur, ils auront des phases différentes (qui dans ce cas sont les distances entre les crêtes et les vallées de l’onde électromagnétique de la lumière). Ces différents signaux peuvent provenir, par exemple, de la fenêtre (suivante) et d’un objet plus éloigné, comme une personne ou un paysage.
En mesurant ces phases, il est possible de déterminer, en même temps que la profondeur des objets, le temps que la lumière mettra à atteindre le capteur. Et enfin, il sera possible de séparer le reflet de l’image réelle. Toute cette ingénierie a nécessité la construction d’un appareil spécial.
En partenariat avec Microsoft Research, le MIT a modifié un Kinect One pour arriver au résultat final. Ils ont intégré un capteur qui émet de la lumière à différentes fréquences et mesure l’intensité de la réflexion. Avec un autre algorithme, ils ont pu déduire la phase de la lumière qui atteint le capteur et la séparer à différentes profondeurs.
Le MIT avait déjà mis au point une technique pour éliminer les reflets des photos, mais n’utilisait que des logiciels qui estimaient ce qui était réfléchissant et ce qui était une image réelle à partir de l’analyse des pixels. L’information complète peut être trouvée ici, mais elle est un peu limitée, car ils n’ont pas travaillé avec toutes sortes de verre.
Le professeur Laurent Daudet de physique à l’université Paris VII a été impressionné par le fait qu’ils ont utilisé un produit relativement peu coûteux : “Pour ce problème difficile, tout le monde pensait qu’il faudrait un équipement coûteux, fait pour les chercheurs et énorme. Et, eh bien, c’est juste un Kinect.
