La Liberté

13.03.2019

EPFL: nouvelle technique de photo pour les phénomènes ultra-rapides

Une goutte d'eau vient de s'écraser sur une surface sèche. © EPFL/Jamani Caillet
Une goutte d'eau vient de s'écraser sur une surface sèche. © EPFL/Jamani Caillet


13.03.2019

Des chercheurs de l’EPFL ont développé une nouvelle technique de traitement d’images pour capturer des phénomènes extrêmement rapides. Elle est applicable à n’importe quel appareil photo et ses performances dépassent celles du matériel spécialisé.

Cette technique a été développée en collaboration avec des chercheurs de l’Université de Harvard, a indiqué mercredi l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) dans un communiqué.

A partir d’une seule photo prise avec n’importe quel appareil, smartphones compris, la Virtual Frame Technique (VFT) permet de recréer des milliers d’images, montrant le déroulement du phénomène capturé.

"Si vous photographiez une goutte d’eau qui tombe et s’écrase sur une surface avec un appareil standard, le rendu du mouvement et de l’impact sera flou", explique John Kolinski, professeur responsable du Laboratoire de mécanique des interfaces souples à l'EPFL, cité dans le communiqué.

"Or cette partie floue sur la photo contient justement tout le déroulement du processus, spatial et temporel. En l’exploitant, cela nous permet de reconstituer le phénomène", ajoute le chercheur. La VFT consiste donc à utiliser cette zone.

Phénomènes binaires

Les scientifiques vont d’une part travailler à l'illumination du phénomène avant la prise de vues, afin de s’assurer que la partie floue puisse être utilisable. "La lumière doit soit être complètement bloquée, soit complètement passer", souligne John Kolinski.

D’autre part, grâce à des techniques poussées de traitement d’images, les scientifiques vont ensuite améliorer la résolution temporelle de l’image. Ils vont également la transformer en une image binaire, c’est-à-dire avec des pixels noirs ou blancs uniquement.

En effet, nombre de phénomènes observés sont binaires: dans le cas d’une fissure par exemple, un matériau est soit fissuré, soit non fissuré. Lorsqu’une goutte s’écrase sur une surface, la surface est soit sèche, soit mouillée. Cela signifie que seules deux couleurs sont nécessaires pour l’observer.

Nuances inutiles

Or les appareils photo traditionnels proposent plus de 15’000 nuances, ce qui est inutile ici. En sacrifiant cet aspect, les chercheurs peuvent utiliser toute la capacité du capteur pour augmenter la fréquence d’images, sans nuire à la résolution.

La résolution temporelle peut encore être améliorée en éclairant le phénomène au bon moment. La zone floue va ainsi devenir utilisable, et être décomposée en des milliers de nouvelles images, qui illustrent tout le processus, dans le temps et dans l’espace.

Les scientifiques ont testé cette technique avec différents types d’appareils photo, du matériel sophistiqué aux téléphones portables. Pour tous ces phénomènes, l’utilisation de la VFT a permis d’atteindre un nombre d’images par seconde plus élevé, selon ces travaux publiés dans la revue Optics Express.

ats

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