Un appareil photo composé de plusieurs produit des images gigapixels

Imaginez que vous essayez de repérer un pixel individuel dans une image affichée sur 1 000 écrans de télévision haute définition. C'est le genre de résolution qu'un nouveau type d'appareil photo compact gigapixel est capable de produire.

Développé par David Brady et ses collègues de l'Université Duke de Durham, en Caroline du Nord, le nouvel appareil photo n'est pas le premier à générer des images avec plus d'un milliard de pixels (ou une résolution de gigapixels). Mais c'est le premier avec le potentiel d'être réduit à des dimensions portables. Les caméras gigapixels pourraient non seulement transformer la photographie numérique, dit Brady, mais elles pourraient également révolutionner la surveillance d'images et la diffusion vidéo.

Jusqu'à présent, les images gigapixels étaient générées soit en créant de très grands négatifs de films, puis en les numérisant à des résolutions extrêmement élevées, soit en prenant de nombreuses images numériques séparées et en les assemblant ensuite en une mosaïque sur un ordinateur. Bien que les deux approches puissent produire des images incroyablement détaillées, l'utilisation de films est lente et la configuration de centaines d'appareils photo numériques séparés pour capturer une image simultanément est normalement moins que pratique.

Il n'est pas possible d'agrandir simplement un appareil photo numérique normal en augmentant le nombre de capteurs de lumière à un milliard, car cela nécessiterait un objectif si grand que les imperfections à sa surface provoqueraient une distorsion.

Agrandir: Une image gigapixel du lac Pungo.

La solution de Brady, une caméra appelée AWARE, comprend 98 micro-caméras similaires à celles des téléphones intelligents, chacune avec une résolution de 10 mégapixels. En positionnant ces micro-caméras de haute qualité derrière un objectif commun, il devient possible de traiter séparément différentes parties de l'image et de corriger les distorsions connues. Nous avons réalisé que nous pouvions transformer cela en un problème de traitement parallèle, dit Brady.

Les corrections sont rendues possibles par huit unités de traitement graphique travaillant en parallèle. Briser le problème de cette manière permet d'utiliser des techniques plus complexes pour corriger les aberrations optiques, explique Illah Nourbakhsh un chercheur principal d'un projet similaire, appelé Gigapan , à l'Université Carnegie Mellon.

Finalement, à mesure que la puissance de traitement de l'ordinateur s'améliore, le matériel nécessaire à une telle caméra devrait diminuer. La résolution portable en gigapixels peut être utile de plusieurs manières. Par exemple, des pixels supplémentaires aident déjà à la stabilisation de l'image. De plus, si vous augmentez la résolution, vous augmentez les chances que les systèmes de reconnaissance automatisée et d'intelligence artificielle soient capables de reconnaître avec précision les choses dans le monde, dit Nourbakhsh.

Le projet est décrit dans le numéro de cette semaine de la revue La nature . Dans une image gigapixel du lac Pungo dans le Réserve faunique nationale des lacs Pocosin , le groupe de Brady montre que les cygnes individuels à l'extrême distance peuvent être résolus. La photo a été prise à l'aide d'un prototype d'appareil photo capable de capturer et de traiter une image entière en seulement 18 secondes.

À mesure que les processeurs graphiques s'améliorent, la vitesse de la caméra s'améliorera également, explique Bradley. Et bien que le prototype mesure actuellement 75 centimètres de haut, soit environ la taille d'une caméra de studio de télévision, la taille de l'appareil est dictée en grande partie par l'équipement nécessaire pour refroidir les circuits imprimés.

À court terme, nous pensons que ce concept de système d'imagerie à micro-caméra est l'avenir des caméras, déclare Brady. D'ici la fin de l'année prochaine, son groupe espère être en mesure de produire et de vendre 100 unités par an, chacune coûtant environ 100 000 $. C'est comparable au coût d'une caméra de télédiffusion, dit-il.

Les caméras gigapixels pourraient à terme permettre de couvrir les événements de nouvelles manières. Plutôt que de montrer un angle de caméra que le producteur vous permet de voir, le spectateur pourra voir tout ce qu'il veut dans la scène, dit Brady.

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