Caméra ultrarapide capable de photographier les photons : MegaX
En bref : MegaX est une caméra développée par l’EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) en collaboration avec Canon. Grâce à des diodes d’avalanche à photon unique (SPAD), elle capture le parcours de photons individuels avec une définition d’un million de pixels, jusqu’à 24 000 images par seconde, et produit des images 3D par mesure du temps de vol.
Des chercheurs de l’EPFL et de Canon ont mis au point une caméra d’un nouveau genre, à la vitesse et à la définition inégalées. Chez ActivSoft, société de développement logiciel et d’innovation digitale, nous suivons ces avancées en imagerie et en capteurs, qui ouvrent la voie à de nouvelles applications logicielles (réalité augmentée, vision par ordinateur, mesure 3D).
Qu’est-ce que MegaX ?
MegaX est une caméra à photon unique capable de suivre des photons individuels. Elle repose sur des diodes d’avalanche à photon unique (SPAD) et offre une définition d’un million de pixels. Elle enregistre jusqu’à 24 000 images par seconde et capte en même temps des objets très sombres et très clairs. Les détails techniques sont publiés dans la revue scientifique Optica.
Selon le professeur Edoardo Charbon, cela permet d’augmenter énormément la dynamique, ce qui n’est pas possible avec une caméra haute définition classique. Ce chercheur est aussi à l’origine de MegaFrame, une caméra capable d’enregistrer un million d’images par seconde.
Comment MegaX réalise-t-elle des images en 3D ?
Elle mesure la durée du trajet d’un photon entre l’objet et la caméra. MegaX fonctionne ainsi comme un capteur de temps de vol (ToF, « time of flight »), avec des applications notamment en réalité augmentée.
Elle peut aussi détecter plusieurs objets simultanément. Les chercheurs ont mesuré en même temps la distance d’une sphère et celle d’une plaque transparente placée devant, pourtant invisible sur une image 2D.
MegaX remplacera-t-elle la caméra de nos smartphones ?
Pas pour l’instant. Son capteur est beaucoup plus grand : chaque pixel mesure 9 micromètres, contre 0,9 micromètre dans une caméra traditionnelle.
L’objectif du professeur Charbon n’est pas d’adapter MegaX à une caméra conventionnelle, mais de créer une caméra 4D (3 dimensions plus le temps) avec le plus de pixels possible, pour obtenir une résolution encore plus importante.
Des images en 3D de plusieurs objets simultanément
L’appareil peut également mesurer la durée du trajet d’un photon entre l’objet et la caméra. Cela signifie qu’elle fonctionne comme un capteur de temps de vol (ToF) pour des images en 3D, avec une application notamment en réalité augmentée. De plus MegaX peut détecter plusieurs objets simultanément. Les chercheurs ont pu mesurer en même temps la distance d’une sphère et d’une plaque transparente placée devant, pourtant invisible sur une image 2D.
MegaX n’a pas pour vocation pour l’instant de remplacer les modules photo dans nos smartphones. Le capteur est beaucoup plus grand, chaque pixel mesurant 9 micromètres, contre 0,9 micromètres dans une caméra traditionnelle. « Le but de mes recherches n’est pas forcément d’adapter le modèle MegaX à une caméra conventionnelle, mais créer une caméra 4D (3 dimensions plus le temps) avec le plus de pixels possible afin d’obtenir une résolution plus importante » a déclaré le professeur Edoardo Charbon.
Une innovation à exploiter dans vos projets logiciels
Les capteurs 3D et la réalité augmentée nécessitent des applications capables de traiter des images en temps réel. ActivSoft conçoit des solutions sur mesure dans ces domaines.
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FAQ : Caméra MegaX
Qu’est-ce que la caméra MegaX ?
C’est une caméra développée par l’EPFL et Canon, capable de capturer le parcours de photons individuels avec une définition d’un million de pixels.
Combien d’images par seconde MegaX peut-elle enregistrer ?
Jusqu’à 24 000 images par seconde.
Qu’est-ce qu’un capteur SPAD ?
Une diode d’avalanche à photon unique, capable de détecter un photon isolé. C’est la technologie au cœur de MegaX.
Comment MegaX produit-elle des images 3D ?
En mesurant le temps de trajet des photons entre l’objet et la caméra, comme un capteur de temps de vol (ToF).
MegaX peut-elle équiper un smartphone ?
Pas pour l’instant : ses pixels de 9 micromètres sont bien plus grands que ceux d’une caméra classique (0,9 micromètre).
Qu’est-ce qu’une caméra 4D ?
Une caméra qui capture les 3 dimensions de l’espace plus le temps. C’est l’objectif de recherche du professeur Edoardo Charbon.
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