TED2015
Abe Davis: New video technology that reveals an object's hidden properties
Abe Davis: Nowa technologia rejestracji filmu ukazująca ukryte właściwości przedmiotów
Filmed:
Readability: 4.3
1,482,525 views
Świat pełen jest niedostrzegalnych ruchów, w tym drobnych wibracji wywołanych przez fale dźwiękowe. Dzięki nowoczesnej technologii możemy te wibracje wychwycić i wydobyć dźwięk z filmu przedstawiającego pozornie nieruchomy przedmiot. Abe Davis poszedł o krok dalej: zademonstrował nam oprogramowanie, dzięki któremu możemy wejść w interakcję z przedmiotami wykorzystując właściwości, które poznaliśmy za pomocą krótkiego filmu.
Abe Davis - Computer scientist
Computer vision expert Abe Davis pioneers methods to extract audio from silent digital videos, even footage shot on ordinary consumer cameras. Full bio
Computer vision expert Abe Davis pioneers methods to extract audio from silent digital videos, even footage shot on ordinary consumer cameras. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
Most of us think of motion
as a very visual thing.
as a very visual thing.
0
1373
3349
Większość z nas postrzega ruch,
jako coś bardzo wizualnego.
jako coś bardzo wizualnego.
00:17
If I walk across this stage
or gesture with my hands while I speak,
or gesture with my hands while I speak,
1
5889
5088
Jeśli przejdę się po scenie
albo wykonam gest rękami kiedy mówię
albo wykonam gest rękami kiedy mówię
00:22
that motion is something that you can see.
2
10977
2261
będziecie mogli zaobserwować ten ruch.
00:26
But there's a world of important motion
that's too subtle for the human eye,
that's too subtle for the human eye,
3
14255
5482
Ale istnieje mnóstwo ważnych ruchów,
które są zbyt drobne dla ludzkiego oka,
które są zbyt drobne dla ludzkiego oka,
00:31
and over the past few years,
4
19737
2041
a w ostatnich latach
00:33
we've started to find that cameras
5
21778
1997
odkryliśmy, że kamery
00:35
can often see this motion
even when humans can't.
even when humans can't.
6
23775
3410
potrafią dostrzec ruch,
którego nie widzi ludzkie oko.
którego nie widzi ludzkie oko.
00:40
So let me show you what I mean.
7
28305
1551
Zobrazuję wam to.
00:42
On the left here, you see video
of a person's wrist,
of a person's wrist,
8
30717
3622
Po lewej mamy film,
na którym widać nadgarstek,
na którym widać nadgarstek,
00:46
and on the right, you see video
of a sleeping infant,
of a sleeping infant,
9
34339
3147
a po prawej film ze śpiącym niemowlakiem.
00:49
but if I didn't tell you
that these were videos,
that these were videos,
10
37486
3146
Gdybym nie powiedział wam, że to filmy
00:52
you might assume that you were looking
at two regular images,
at two regular images,
11
40632
3761
moglibyście pomyśleć,
że macie przed sobą zwykłe zdjęcia,
że macie przed sobą zwykłe zdjęcia,
00:56
because in both cases,
12
44393
1672
bo na obu filmach
00:58
these videos appear to be
almost completely still.
almost completely still.
13
46065
3047
pozornie nie ma żadnego ruchu.
01:02
But there's actually a lot
of subtle motion going on here,
of subtle motion going on here,
14
50175
3885
W rzeczywistości jest na nich
całe mnóstwo subtelnych ruchów.
całe mnóstwo subtelnych ruchów.
01:06
and if you were to touch
the wrist on the left,
the wrist on the left,
15
54060
2392
Gdybyście dotknęli nadgarstek po lewej
01:08
you would feel a pulse,
16
56452
1996
wyczulibyście puls,
01:10
and if you were to hold
the infant on the right,
the infant on the right,
17
58448
2485
a gdybyście wzięli niemowlę na ręce
01:12
you would feel the rise
and fall of her chest
and fall of her chest
18
60933
2391
poczulibyście jak
z każdym oddechem
z każdym oddechem
01:15
as she took each breath.
19
63324
1390
podnosi się jego pierś.
01:17
And these motions carry
a lot of significance,
a lot of significance,
20
65762
3576
Ruchy te mają duże znaczenie,
01:21
but they're usually
too subtle for us to see,
too subtle for us to see,
21
69338
3343
ale zwykle są zbyt subtelne,
żebyśmy mogli je zobaczyć.
żebyśmy mogli je zobaczyć.
01:24
so instead, we have to observe them
22
72681
2276
Możemy je wyczuć
01:26
through direct contact, through touch.
23
74957
2900
jedynie przez dotyk.
01:30
But a few years ago,
24
78997
1265
Kilka lat temu
01:32
my colleagues at MIT developed
what they call a motion microscope,
what they call a motion microscope,
25
80262
4405
moi koledzy z Instytutu Technologicznego
w Massachusetts
w Massachusetts
stworzyli mikroskop ruchu, czyli
oprogramowanie wykrywające drobne ruchy
oprogramowanie wykrywające drobne ruchy
01:36
which is software that finds
these subtle motions in video
these subtle motions in video
26
84667
4384
01:41
and amplifies them so that they
become large enough for us to see.
become large enough for us to see.
27
89051
3562
i wzmacniające je tak,
żebyśmy mogli je zobaczyć.
żebyśmy mogli je zobaczyć.
01:45
And so, if we use their software
on the left video,
on the left video,
28
93416
3483
Jeśli zastosujemy go na filmie po lewej,
01:48
it lets us see the pulse in this wrist,
29
96899
3250
zobaczymy puls w nadgarstku.
01:52
and if we were to count that pulse,
30
100149
1695
Gdybyśmy go zmierzyli,
01:53
we could even figure out
this person's heart rate.
this person's heart rate.
31
101844
2355
moglibyśmy wyliczyć tętno tej osoby.
01:57
And if we used the same software
on the right video,
on the right video,
32
105095
3065
Jeśli zastosujemy go na filmie po prawej,
02:00
it lets us see each breath
that this infant takes,
that this infant takes,
33
108160
3227
zobaczymy każdy oddech niemowlaka,
02:03
and we can use this as a contact-free way
to monitor her breathing.
to monitor her breathing.
34
111387
4137
dzięki czemu możemy monitorować
jego oddech na odległość.
jego oddech na odległość.
02:08
And so this technology is really powerful
because it takes these phenomena
because it takes these phenomena
35
116884
5348
Taka technologia bardzo dużo daje,
gdyż pozwala zaobserwować zjawiska,
gdyż pozwala zaobserwować zjawiska,
02:14
that we normally have
to experience through touch
to experience through touch
36
122232
2367
które normalnie
możemy doświadczyć przez dotyk,
możemy doświadczyć przez dotyk,
02:16
and it lets us capture them visually
and non-invasively.
and non-invasively.
37
124599
2957
i zarejestrować je
wizualnie i nieinwazyjnie.
wizualnie i nieinwazyjnie.
02:21
So a couple years ago, I started working
with the folks that created that software,
with the folks that created that software,
38
129104
4411
Kilka lat temu nawiązałem współpracę
z twórcami tej technologii
z twórcami tej technologii
02:25
and we decided to pursue a crazy idea.
39
133515
3367
i postanowiliśmy
zrealizować szalony pomysł.
zrealizować szalony pomysł.
02:28
We thought, it's cool
that we can use software
that we can use software
40
136882
2693
To fajnie, że możemy
dzięki temu oprogramowaniu
dzięki temu oprogramowaniu
02:31
to visualize tiny motions like this,
41
139575
3135
wizualizować drobne ruchy
02:34
and you can almost think of it
as a way to extend our sense of touch.
as a way to extend our sense of touch.
42
142710
4458
prawie jakbyśmy ulepszyli zmysł dotyku.
02:39
But what if we could do the same thing
with our ability to hear?
with our ability to hear?
43
147168
4059
Ale czy dałoby się w podobny sposób
usprawnić nasz słuch?
usprawnić nasz słuch?
02:44
What if we could use video
to capture the vibrations of sound,
to capture the vibrations of sound,
44
152508
4665
Co jeśli udałoby się wykryć
na filmie drgania dźwiękowe,
na filmie drgania dźwiękowe,
02:49
which are just another kind of motion,
45
157173
2827
które są formą ruchu,
02:52
and turn everything that we see
into a microphone?
into a microphone?
46
160000
3346
i każdą rzecz zamienić w mikrofon?
02:56
Now, this is a bit of a strange idea,
47
164236
1971
To trochę dziwny pomysł,
02:58
so let me try to put it
in perspective for you.
in perspective for you.
48
166207
2586
więc pozwólcie, że wyjaśnię
zasadę jego działania.
zasadę jego działania.
03:01
Traditional microphones
work by converting the motion
work by converting the motion
49
169523
3488
Tradycyjne mikrofony zamieniają drgania
03:05
of an internal diaphragm
into an electrical signal,
into an electrical signal,
50
173011
3599
umieszczonej wewnątrz membrany
na sygnał elektryczny.
na sygnał elektryczny.
03:08
and that diaphragm is designed
to move readily with sound
to move readily with sound
51
176610
4318
Membrana drga pod wpływem fal dźwiękowych,
03:12
so that its motion can be recorded
and interpreted as audio.
and interpreted as audio.
52
180928
4807
więc jej ruch może zostać
zamieniony na dźwięk.
zamieniony na dźwięk.
03:17
But sound causes all objects to vibrate.
53
185735
3668
Ale wszystkie przedmioty
wibrują pod wpływem dźwięku,
wibrują pod wpływem dźwięku,
03:21
Those vibrations are just usually
too subtle and too fast for us to see.
too subtle and too fast for us to see.
54
189403
5480
tyle że zbyt subtelnie i szybko,
żebyśmy mogli to dostrzec.
żebyśmy mogli to dostrzec.
03:26
So what if we record them
with a high-speed camera
with a high-speed camera
55
194883
3738
A gdyby sfilmować je szybką kamerą,
03:30
and then use software
to extract tiny motions
to extract tiny motions
56
198621
3576
a potem wykorzystać oprogramowanie
do wyodrębnienia drobnych ruchów
03:34
from our high-speed video,
57
202197
2090
03:36
and analyze those motions to figure out
what sounds created them?
what sounds created them?
58
204287
4274
żeby przeanalizować,
jakie dźwięki je wywołały?
jakie dźwięki je wywołały?
03:41
This would let us turn visible objects
into visual microphones from a distance.
into visual microphones from a distance.
59
209859
5449
Moglibyśmy w ten sposób przekształcić
przedmioty w wizualne mikrofony.
przedmioty w wizualne mikrofony.
03:49
And so we tried this out,
60
217080
2183
Spróbowaliśmy tego,
03:51
and here's one of our experiments,
61
219263
1927
a oto jeden z naszych eksperymentów,
03:53
where we took this potted plant
that you see on the right
that you see on the right
62
221190
2949
w którym sfilmowaliśmy doniczkową roślinę
03:56
and we filmed it with a high-speed camera
63
224139
2438
za pomocą szybkiej kamery,
03:58
while a nearby loudspeaker
played this sound.
played this sound.
64
226577
3529
podczas gdy obok stała
kolumna głośnikowa grająca tę melodię.
kolumna głośnikowa grająca tę melodię.
04:02
(Music: "Mary Had a Little Lamb")
65
230275
8190
[Dźwięk odtwarzany z głośnika]
04:11
And so here's the video that we recorded,
66
239820
2824
Oto film, który zarejestrowaliśmy
04:14
and we recorded it at thousands
of frames per second,
of frames per second,
67
242644
3924
z prędkością kilku tysięcy
klatek na sekundę.
klatek na sekundę.
04:18
but even if you look very closely,
68
246568
2322
Nawet jeśli się przyjrzycie
04:20
all you'll see are some leaves
69
248890
1951
nie dostrzeżecie żadnego ruchu liści.
04:22
that are pretty much
just sitting there doing nothing,
just sitting there doing nothing,
70
250841
3065
Liście wydają się nieruchome,
04:25
because our sound only moved those leaves
by about a micrometer.
by about a micrometer.
71
253906
4806
bo fale dźwiękowe poruszały nimi
zaledwie o mikrometr.
zaledwie o mikrometr.
04:31
That's one ten-thousandth of a centimeter,
72
259103
4276
To jedna dziesięciotysięczna centymetra,
04:35
which spans somewhere between
a hundredth and a thousandth
a hundredth and a thousandth
73
263379
4156
czyli coś pomiędzy jedną setną
a jedną tysięczną
a jedną tysięczną
04:39
of a pixel in this image.
74
267535
2299
piksela na tym obrazie.
04:41
So you can squint all you want,
75
269881
2887
Możecie się więc wpatrywać ile chcecie,
04:44
but motion that small is pretty much
perceptually invisible.
perceptually invisible.
76
272768
3335
ale ruch jest tak mały,
że praktycznie niedostrzegalny.
że praktycznie niedostrzegalny.
04:49
But it turns out that something
can be perceptually invisible
can be perceptually invisible
77
277667
4157
Ale okazuje się, że coś może być
niedostrzegalne przez zmysły,
niedostrzegalne przez zmysły,
04:53
and still be numerically significant,
78
281824
2809
a mimo to mieć znaczenie,
04:56
because with the right algorithms,
79
284633
2002
bo przy użyciu właściwych algorytmów
04:58
we can take this silent,
seemingly still video
seemingly still video
80
286635
3687
możemy wyodrębnić z tego niemego,
pozornie nieruchomego filmu
pozornie nieruchomego filmu
05:02
and we can recover this sound.
81
290322
1527
ten dźwięk.
05:04
(Music: "Mary Had a Little Lamb")
82
292690
7384
[Dźwięk uzyskany z filmu]
05:12
(Applause)
83
300074
5828
(Brawa)
05:22
So how is this possible?
84
310058
1939
Jak to możliwe?
05:23
How can we get so much information
out of so little motion?
out of so little motion?
85
311997
4344
Jak możemy uzyskać tyle informacji
z tak niewielkiego ruchu?
z tak niewielkiego ruchu?
05:28
Well, let's say that those leaves
move by just a single micrometer,
move by just a single micrometer,
86
316341
5361
Powiedzmy, że liście
poruszają się o mikrometr,
poruszają się o mikrometr,
05:33
and let's say that that shifts our image
by just a thousandth of a pixel.
by just a thousandth of a pixel.
87
321702
4308
co oznacza ruch jednej tysięcznej piksela.
05:39
That may not seem like much,
88
327269
2572
Może to niewiele,
05:41
but a single frame of video
89
329841
1996
ale jedna klatka filmu
05:43
may have hundreds of thousands
of pixels in it,
of pixels in it,
90
331837
3257
zawiera setki tysięcy pikseli.
05:47
and so if we combine all
of the tiny motions that we see
of the tiny motions that we see
91
335094
3454
Jeśli połączymy wszystkie te drobne ruchy
05:50
from across that entire image,
92
338548
2298
z całego obrazu
05:52
then suddenly a thousandth of a pixel
93
340846
2623
okaże się, że jedna tysięczna piksela
05:55
can start to add up
to something pretty significant.
to something pretty significant.
94
343469
2775
jest częścią znaczącej całości.
05:58
On a personal note, we were pretty psyched
when we figured this out.
when we figured this out.
95
346870
3635
Między nami mówiąc,
szczęki nam opadły, kiedy to odkryliśmy.
szczęki nam opadły, kiedy to odkryliśmy.
06:02
(Laughter)
96
350505
2320
(Śmiech)
06:04
But even with the right algorithm,
97
352825
3253
Ale nawet mając właściwe algorytmy
06:08
we were still missing
a pretty important piece of the puzzle.
a pretty important piece of the puzzle.
98
356078
3617
czegoś jeszcze nam brakowało.
06:11
You see, there are a lot of factors
that affect when and how well
that affect when and how well
99
359695
3604
Widzicie, istnieje wiele czynników,
które wpływają na to,
które wpływają na to,
06:15
this technique will work.
100
363299
1997
czy ta technika zadziała.
06:17
There's the object and how far away it is;
101
365296
3204
Wszystko zależy od obiektu
i od tego, jak daleko jest umieszczony.
i od tego, jak daleko jest umieszczony.
06:20
there's the camera
and the lens that you use;
and the lens that you use;
102
368500
2394
Od kamery i obiektywu.
06:22
how much light is shining on the object
and how loud your sound is.
and how loud your sound is.
103
370894
4091
Od tego ile światła oświetla obiekt
i jak głośny jest dźwięk.
i jak głośny jest dźwięk.
06:27
And even with the right algorithm,
104
375945
3375
Nawet mając właściwy algorytm
06:31
we had to be very careful
with our early experiments,
with our early experiments,
105
379320
3390
przy wczesnych eksperymentach
musieliśmy bardzo uważać,
musieliśmy bardzo uważać,
06:34
because if we got
any of these factors wrong,
any of these factors wrong,
106
382710
2392
bo jeśli któryś z czynników zawiódł
06:37
there was no way to tell
what the problem was.
what the problem was.
107
385102
2368
nie można było odnaleźć źródła problemu.
06:39
We would just get noise back.
108
387470
2647
Słyszeliśmy tylko szumy.
06:42
And so a lot of our early
experiments looked like this.
experiments looked like this.
109
390117
3320
Nasze wczesne eksperymenty wyglądały tak.
06:45
And so here I am,
110
393437
2206
Siedzę tutaj,
06:47
and on the bottom left, you can kind of
see our high-speed camera,
see our high-speed camera,
111
395643
4040
w lewym dolnym rogu
widać naszą szybką kamerę
widać naszą szybką kamerę
06:51
which is pointed at a bag of chips,
112
399683
2183
wycelowaną w torbę chipsów,
06:53
and the whole thing is lit
by these bright lamps.
by these bright lamps.
113
401866
2949
a wszystko oświetlają silne lampy.
06:56
And like I said, we had to be
very careful in these early experiments,
very careful in these early experiments,
114
404815
4365
Jak wspomniałem, musieliśmy bardzo uważać,
07:01
so this is how it went down.
115
409180
2508
więc eksperyment wyglądał tak.
07:03
(Video) Abe Davis: Three, two, one, go.
116
411688
3761
Trzy, dwa, jeden, start.
07:07
Mary had a little lamb!
Little lamb! Little lamb!
Little lamb! Little lamb!
117
415449
5387
Mary had a little lamb!
Little lamb! Little lamb!
Little lamb! Little lamb!
07:12
(Laughter)
118
420836
4500
(Śmiech)
07:17
AD: So this experiment
looks completely ridiculous.
looks completely ridiculous.
119
425336
2814
Eksperyment wyglądał absurdalnie.
07:20
(Laughter)
120
428150
1788
(Śmiech)
07:21
I mean, I'm screaming at a bag of chips --
121
429938
2345
Wrzeszczałem na torbę chipsów...
07:24
(Laughter) --
122
432283
1551
(Śmiech)
07:25
and we're blasting it with so much light,
123
433834
2117
Światło było tak jasne,
07:27
we literally melted the first bag
we tried this on. (Laughter)
we tried this on. (Laughter)
124
435951
4479
że pierwsza torba dosłownie się stopiła.
07:32
But ridiculous as this experiment looks,
125
440525
3274
Ale choć wyglądało to absurdalnie
07:35
it was actually really important,
126
443799
1788
okazało się skuteczne,
07:37
because we were able
to recover this sound.
to recover this sound.
127
445587
2926
bo udało nam się uzyskać ten dźwięk.
07:40
(Audio) Mary had a little lamb!
Little lamb! Little lamb!
Little lamb! Little lamb!
128
448513
4712
Mary had a little lamb!
Little lamb! Little lamb!
Little lamb! Little lamb!
07:45
(Applause)
129
453225
4088
(Brawa)
07:49
AD: And this was really significant,
130
457313
1881
Jest to o tyle znaczące,
07:51
because it was the first time
we recovered intelligible human speech
we recovered intelligible human speech
131
459194
4119
że po raz pierwszy udało nam się wydobyć
zrozumiałą, ludzką mowę
zrozumiałą, ludzką mowę
07:55
from silent video of an object.
132
463424
2341
z niemego filmu
przedstawiającego przedmiot.
przedstawiającego przedmiot.
07:57
And so it gave us this point of reference,
133
465765
2391
Mieliśmy punkt wyjścia,
08:00
and gradually we could start
to modify the experiment,
to modify the experiment,
134
468156
3871
dzięki czemu mogliśmy
stopniowo modyfikować eksperyment
stopniowo modyfikować eksperyment
08:04
using different objects
or moving the object further away,
or moving the object further away,
135
472106
3805
używając różnych obiektów, odsuwając je,
08:07
using less light or quieter sounds.
136
475911
2770
stosując mniejsze natężenie
światła lub dźwięku.
światła lub dźwięku.
08:11
And we analyzed all of these experiments
137
479887
2874
Analizowaliśmy te eksperymenty,
08:14
until we really understood
the limits of our technique,
the limits of our technique,
138
482761
3622
aż poznaliśmy granice naszej techniki,
08:18
because once we understood those limits,
139
486383
1950
a kiedy je poznaliśmy
08:20
we could figure out how to push them.
140
488333
2346
mogliśmy je przesunąć.
08:22
And that led to experiments like this one,
141
490679
3181
Doszliśmy do takich eksperymentów, jak ten
08:25
where again, I'm going to speak
to a bag of chips,
to a bag of chips,
142
493860
2739
w którym znowu mówię do paczki chipsów,
08:28
but this time we've moved our camera
about 15 feet away,
about 15 feet away,
143
496599
4830
ale tym razem kamerę postawiliśmy
około 4,5 metra dalej,
około 4,5 metra dalej,
08:33
outside, behind a soundproof window,
144
501429
2833
za dźwiękoszczelną szybą,
08:36
and the whole thing is lit
by only natural sunlight.
by only natural sunlight.
145
504262
2803
a całość oświetla
jedynie światło słoneczne.
jedynie światło słoneczne.
08:40
And so here's the video that we captured.
146
508529
2155
Oto, co zarejestrowaliśmy.
08:44
And this is what things sounded like
from inside, next to the bag of chips.
from inside, next to the bag of chips.
147
512450
4559
Tak słychać było w środku,
obok paczki chipsów.
obok paczki chipsów.
08:49
(Audio) Mary had a little lamb
whose fleece was white as snow,
whose fleece was white as snow,
148
517009
5038
[Dźwięk zarejestrowany w środku]
08:54
and everywhere that Mary went,
that lamb was sure to go.
that lamb was sure to go.
149
522047
5619
[Dźwięk zarejestrowany w środku]
08:59
AD: And here's what we were able
to recover from our silent video
to recover from our silent video
150
527666
4017
A to uzyskaliśmy z niemego filmu
09:03
captured outside behind that window.
151
531683
2345
nakręconego kamerą zza tej szyby.
09:06
(Audio) Mary had a little lamb
whose fleece was white as snow,
whose fleece was white as snow,
152
534028
4435
[Uzyskane zza dźwiękoszczelnej szyby]
09:10
and everywhere that Mary went,
that lamb was sure to go.
that lamb was sure to go.
153
538463
5457
[Uzyskane zza dźwiękoszczelnej szyby]
09:15
(Applause)
154
543920
6501
(Brawa)
09:22
AD: And there are other ways
that we can push these limits as well.
that we can push these limits as well.
155
550421
3542
Przesuwaliśmy granicę
na inne sposoby.
na inne sposoby.
09:25
So here's a quieter experiment
156
553963
1798
To cichszy eksperyment.
09:27
where we filmed some earphones
plugged into a laptop computer,
plugged into a laptop computer,
157
555761
4110
Sfilmowaliśmy parę słuchawek
podłączonych do laptopa.
podłączonych do laptopa.
09:31
and in this case, our goal was to recover
the music that was playing on that laptop
the music that was playing on that laptop
158
559871
4110
Chcieliśmy wydobyć muzykę
odtwarzaną z laptopa
odtwarzaną z laptopa
09:35
from just silent video
159
563981
2299
za sprawą filmu przedstawiającego
09:38
of these two little plastic earphones,
160
566280
2507
te małe, plastikowe słuchawki.
09:40
and we were able to do this so well
161
568787
2183
Sam byłem pod wrażeniem,
09:42
that I could even Shazam our results.
162
570970
2461
że poszło nam tak dobrze.
09:45
(Laughter)
163
573431
2411
(Śmiech)
09:49
(Music: "Under Pressure" by Queen)
164
577191
10034
[Dźwięk ze sfilmowanych słuchawek]
10:01
(Applause)
165
589615
4969
(Brawa)
10:06
And we can also push things
by changing the hardware that we use.
by changing the hardware that we use.
166
594584
4551
Eksperymentowaliśmy także
z naszym sprzętem.
z naszym sprzętem.
10:11
Because the experiments
I've shown you so far
I've shown you so far
167
599135
2461
Dotychczasowe eksperymenty
10:13
were done with a camera,
a high-speed camera,
a high-speed camera,
168
601596
2322
wykonywaliśmy za pomocą kamery
rejestrującej obraz
rejestrującej obraz
10:15
that can record video
about a 100 times faster
about a 100 times faster
169
603918
2879
około 100 razy szybciej
10:18
than most cell phones,
170
606797
1927
niż większość telefonów komórkowych.
10:20
but we've also found a way
to use this technique
to use this technique
171
608724
2809
Ale znaleźliśmy sposób
jak użyć tej techniki
jak użyć tej techniki
10:23
with more regular cameras,
172
611533
2230
przy pomocy zwykłych kamer.
10:25
and we do that by taking advantage
of what's called a rolling shutter.
of what's called a rolling shutter.
173
613763
4069
Wykorzystaliśmy do tego zjawisko,
które nazywa się „rolling shutter”.
które nazywa się „rolling shutter”.
10:29
You see, most cameras
record images one row at a time,
record images one row at a time,
174
617832
4798
Większość kamer
rejestruje obraz linia po linii,
rejestruje obraz linia po linii,
10:34
and so if an object moves
during the recording of a single image,
during the recording of a single image,
175
622630
5702
jeśli więc obiekt się porusza
10:40
there's a slight time delay
between each row,
between each row,
176
628344
2717
poszczególne linie rejestrowane są
z pewnym opóźnieniem,
z pewnym opóźnieniem,
10:43
and this causes slight artifacts
177
631061
3157
co powoduje drobne przesunięcie
10:46
that get coded into each frame of a video.
178
634218
3483
w każdej klatce filmu.
10:49
And so what we found
is that by analyzing these artifacts,
is that by analyzing these artifacts,
179
637701
3806
Doszliśmy do wniosku,
że analizując te przesunięcia
że analizując te przesunięcia
10:53
we can actually recover sound
using a modified version of our algorithm.
using a modified version of our algorithm.
180
641507
4615
możemy odczytać dźwięk
po modyfikacji naszego algorytmu.
po modyfikacji naszego algorytmu.
10:58
So here's an experiment we did
181
646122
1912
Oto eksperyment,
w którym sfilmowaliśmy torbę cukierków
11:00
where we filmed a bag of candy
182
648034
1695
11:01
while a nearby loudspeaker played
183
649729
1741
umieszczoną obok głośnika grającego
11:03
the same "Mary Had a Little Lamb"
music from before,
music from before,
184
651470
2972
tę samą melodię "Mary Had a Little Lamb".
11:06
but this time, we used just a regular
store-bought camera,
store-bought camera,
185
654442
4203
Ale tym razem użyliśmy zwykłej kamery.
11:10
and so in a second, I'll play for you
the sound that we recovered,
the sound that we recovered,
186
658645
3174
Za chwilę odtworzę wam to, co uzyskaliśmy.
11:13
and it's going to sound
distorted this time,
distorted this time,
187
661819
2050
Tym razem dźwięk będzie zniekształcony,
11:15
but listen and see if you can still
recognize the music.
recognize the music.
188
663869
2836
ale spróbujcie wychwycić melodię.
11:19
(Audio: "Mary Had a Little Lamb")
189
667723
6223
[Dźwięk uzyskany z filmu]
11:37
And so, again, that sounds distorted,
190
685527
3465
Jak mówiłem, dźwięk jest zniekształcony,
11:40
but what's really amazing here
is that we were able to do this
is that we were able to do this
191
688992
4386
ale niesamowite, że udało nam się
osiągnąć taki efekt
osiągnąć taki efekt
11:45
with something
that you could literally run out
that you could literally run out
192
693378
2626
za pomocą sprzętu, który możecie kupić
11:48
and pick up at a Best Buy.
193
696004
1444
w pierwszym, lepszym sklepie.
11:51
So at this point,
194
699122
1363
Wiele osób
11:52
a lot of people see this work,
195
700485
1974
widząc to
11:54
and they immediately think
about surveillance.
about surveillance.
196
702459
3413
pomyśli o szpiegostwie.
11:57
And to be fair,
197
705872
2415
Szczerze mówiąc,
12:00
it's not hard to imagine how you might use
this technology to spy on someone.
this technology to spy on someone.
198
708287
4133
nietrudno sobie wyobrazić zastosowanie
tej techniki w celach szpiegowskich.
tej techniki w celach szpiegowskich.
12:04
But keep in mind that there's already
a lot of very mature technology
a lot of very mature technology
199
712420
3947
Pamiętajcie jednak, że istnieje wiele
zaawansowanych technologii szpiegowskich,
12:08
out there for surveillance.
200
716367
1579
12:09
In fact, people have been using lasers
201
717946
2090
od dziesięcioleci stosuje się lasery
12:12
to eavesdrop on objects
from a distance for decades.
from a distance for decades.
202
720036
2799
żeby podsłuchiwać z daleka.
12:15
But what's really new here,
203
723978
2025
To, co jest nowe,
12:18
what's really different,
204
726003
1440
co wyróżnia tę technikę,
12:19
is that now we have a way
to picture the vibrations of an object,
to picture the vibrations of an object,
205
727443
4295
to możliwość ukazania wibracji obiektu,
12:23
which gives us a new lens
through which to look at the world,
through which to look at the world,
206
731738
3413
co pozwala nam spojrzeć
na świat na nowo.
na świat na nowo.
12:27
and we can use that lens
207
735151
1510
Możemy wykorzystać to narzędzie
12:28
to learn not just about forces like sound
that cause an object to vibrate,
that cause an object to vibrate,
208
736661
4899
nie tylko żeby poznać dźwięki,
które wprawiają obiekt w wibracje,
które wprawiają obiekt w wibracje,
12:33
but also about the object itself.
209
741560
2288
ale też właściwości samego obiektu.
12:36
And so I want to take a step back
210
744975
1693
Chciałbym, żebyśmy się zastanowili
12:38
and think about how that might change
the ways that we use video,
the ways that we use video,
211
746668
4249
do czego jeszcze można
wykorzystać tę technologię.
wykorzystać tę technologię.
12:42
because we usually use video
to look at things,
to look at things,
212
750917
3553
Zwykle dzięki filmom oglądamy przedmioty.
12:46
and I've just shown you how we can use it
213
754470
2322
Przed chwilą pokazałem,
12:48
to listen to things.
214
756792
1857
jak możemy słuchać przedmiotów.
12:50
But there's another important way
that we learn about the world:
that we learn about the world:
215
758649
3971
Ale jest jeszcze jeden ważny sposób
poznawania świata:
poznawania świata:
12:54
that's by interacting with it.
216
762620
2275
interakcja.
12:56
We push and pull and poke and prod things.
217
764895
3111
Popychamy, ciągniemy,
szturchamy i trącamy rzeczy.
szturchamy i trącamy rzeczy.
13:00
We shake things and see what happens.
218
768006
3181
Trzęsiemy nimi,
żeby zobaczyć, co się stanie.
żeby zobaczyć, co się stanie.
13:03
And that's something that video
still won't let us do,
still won't let us do,
219
771187
4273
Film nam na to nie pozwala.
13:07
at least not traditionally.
220
775460
2136
Przynajmniej nie w tradycyjnym sensie.
13:09
So I want to show you some new work,
221
777596
1950
Chcę wam pokazać nowy eksperyment,
13:11
and this is based on an idea I had
just a few months ago,
just a few months ago,
222
779546
2667
oparty na pomyśle sprzed kilku miesięcy.
13:14
so this is actually the first time
I've shown it to a public audience.
I've shown it to a public audience.
223
782213
3301
Pierwszy raz dzielę się nim publicznie.
13:17
And the basic idea is that we're going
to use the vibrations in a video
to use the vibrations in a video
224
785514
5363
Chodzi o to, żeby wykorzystać wibracje
13:22
to capture objects in a way
that will let us interact with them
that will let us interact with them
225
790877
4481
w celu interakcji z przedmiotami z filmu
13:27
and see how they react to us.
226
795358
1974
i sprawdzenia ich reakcji.
13:31
So here's an object,
227
799120
1764
Oto przedmiot,
13:32
and in this case, it's a wire figure
in the shape of a human,
in the shape of a human,
228
800884
3832
jest nim druciana postać.
13:36
and we're going to film that object
with just a regular camera.
with just a regular camera.
229
804716
3088
Sfilmujemy ją za pomocą zwykłej kamery.
13:39
So there's nothing special
about this camera.
about this camera.
230
807804
2124
Nie ma w niej nic niezwykłego.
13:41
In fact, I've actually done this
with my cell phone before.
with my cell phone before.
231
809928
2961
Wcześniej użyłem
do tego celu mojego telefonu.
do tego celu mojego telefonu.
13:44
But we do want to see the object vibrate,
232
812889
2252
Chcemy wprawić obiekt w wibracje,
13:47
so to make that happen,
233
815141
1133
więc w tym celu
13:48
we're just going to bang a little bit
on the surface where it's resting
on the surface where it's resting
234
816274
3346
uderzymy kilka razy w podłoże
13:51
while we record this video.
235
819620
2138
i to sfilmujemy.
13:59
So that's it: just five seconds
of regular video,
of regular video,
236
827398
3671
To wszystko: 5 sekund filmu,
14:03
while we bang on this surface,
237
831069
2136
w którym walimy w podłoże.
14:05
and we're going to use
the vibrations in that video
the vibrations in that video
238
833205
3513
Wykorzystamy wibracje
zarejestrowane na filmie,
zarejestrowane na filmie,
14:08
to learn about the structural
and material properties of our object,
and material properties of our object,
239
836718
4544
żeby poznać strukturalne
i materialne właściwości przedmiotu.
i materialne właściwości przedmiotu.
14:13
and we're going to use that information
to create something new and interactive.
to create something new and interactive.
240
841262
4834
Wiedzę tę wykorzystamy do stworzenia
czegoś nowego i interaktywnego.
czegoś nowego i interaktywnego.
14:24
And so here's what we've created.
241
852866
2653
Oto, co udało nam się osiągnąć.
14:27
And it looks like a regular image,
242
855519
2229
Wygląda jak zwykłe zdjęcie,
14:29
but this isn't an image,
and it's not a video,
and it's not a video,
243
857748
3111
ale to nie jest zdjęcie ani film,
14:32
because now I can take my mouse
244
860859
2368
bo za pomocą myszy
14:35
and I can start interacting
with the object.
with the object.
245
863227
2859
mogę wejść w interakcję z przedmiotem.
14:44
And so what you see here
246
872936
2357
To, co widzicie
14:47
is a simulation of how this object
247
875389
2226
to symulacja tego, jak przedmiot
14:49
would respond to new forces
that we've never seen before,
that we've never seen before,
248
877615
4458
odpowiedziałby na siły,
których wcześniej nie stosowaliśmy.
których wcześniej nie stosowaliśmy.
14:54
and we created it from just
five seconds of regular video.
five seconds of regular video.
249
882073
3633
Wszystko to na podstawie
5-sekundowego filmu.
5-sekundowego filmu.
14:59
(Applause)
250
887249
4715
(Brawa)
15:09
And so this is a really powerful
way to look at the world,
way to look at the world,
251
897421
3227
Technika ta ma wiele zastosowań
w życiu codziennym,
w życiu codziennym,
15:12
because it lets us predict
how objects will respond
how objects will respond
252
900648
2972
bo pozwala nam przewidzieć,
jak przedmioty zareagują
jak przedmioty zareagują
15:15
to new situations,
253
903620
1823
na nowe sytuacje.
15:17
and you could imagine, for instance,
looking at an old bridge
looking at an old bridge
254
905443
3473
Wyobraźmy sobie,
że mamy przed sobą stary most
że mamy przed sobą stary most
15:20
and wondering what would happen,
how would that bridge hold up
how would that bridge hold up
255
908916
3527
i zastanawiamy się, czy by wytrzymał
15:24
if I were to drive my car across it.
256
912443
2833
gdybym wjechał na niego samochodem.
15:27
And that's a question
that you probably want to answer
that you probably want to answer
257
915276
2774
Wolelibyśmy znać odpowiedź na to pytanie
15:30
before you start driving
across that bridge.
across that bridge.
258
918050
2560
zanim wjedziemy na most.
15:33
And of course, there are going to be
limitations to this technique,
limitations to this technique,
259
921988
3272
Oczywiście, ta technika
ma swoje ograniczenia,
ma swoje ograniczenia,
15:37
just like there were
with the visual microphone,
with the visual microphone,
260
925260
2462
tak jak wizualny mikrofon,
15:39
but we found that it works
in a lot of situations
in a lot of situations
261
927722
3181
ale działa w wielu sytuacjach,
w których byśmy się tego nie spodziewali,
15:42
that you might not expect,
262
930903
1875
15:44
especially if you give it longer videos.
263
932778
2768
zwłaszcza przy dłuższych filmach.
15:47
So for example,
here's a video that I captured
here's a video that I captured
264
935546
2508
Podam kolejny przykład:
15:50
of a bush outside of my apartment,
265
938054
2299
oto krzak przed moim mieszkaniem.
15:52
and I didn't do anything to this bush,
266
940353
3088
Nic z nim nie robiłem
15:55
but by capturing a minute-long video,
267
943441
2705
tylko nagrałem minutowy film,
15:58
a gentle breeze caused enough vibrations
268
946146
3378
podczas gdy lekki wiatr
wprawił go w wibracje,
wprawił go w wibracje,
16:01
that we could learn enough about this bush
to create this simulation.
to create this simulation.
269
949524
3587
które wystarczyły,
żeby stworzyć tę symulację.
żeby stworzyć tę symulację.
16:07
(Applause)
270
955270
6142
(Brawa)
16:13
And so you could imagine giving this
to a film director,
to a film director,
271
961412
2972
Technikę tę mógłby
wykorzystać reżyser filmowy,
wykorzystać reżyser filmowy,
16:16
and letting him control, say,
272
964384
1719
pozwalałaby mu kontrolować
16:18
the strength and direction of wind
in a shot after it's been recorded.
in a shot after it's been recorded.
273
966103
4922
siłę i kierunek wiatru
już po nagraniu ujęcia.
już po nagraniu ujęcia.
16:24
Or, in this case, we pointed our camera
at a hanging curtain,
at a hanging curtain,
274
972810
4535
W tym przypadku
wycelowaliśmy kamerę w zasłonę.
wycelowaliśmy kamerę w zasłonę.
16:29
and you can't even see
any motion in this video,
any motion in this video,
275
977345
4129
Nie widać żadnego ruchu,
16:33
but by recording a two-minute-long video,
276
981474
2925
ale w 2-minutowym filmie wystarczyła
16:36
natural air currents in this room
277
984399
2438
naturalna cyrkulacja
powietrza w pomieszczeniu,
powietrza w pomieszczeniu,
16:38
created enough subtle,
imperceptible motions and vibrations
imperceptible motions and vibrations
278
986837
4412
żeby wywołać delikatne,
nieuchwytne wibracje,
nieuchwytne wibracje,
16:43
that we could learn enough
to create this simulation.
to create this simulation.
279
991249
2565
dzięki którym
mogliśmy stworzyć tę symulację.
mogliśmy stworzyć tę symulację.
16:48
And ironically,
280
996243
2366
Jak na ironię
16:50
we're kind of used to having
this kind of interactivity
this kind of interactivity
281
998609
3088
znamy tego typu interakcję
16:53
when it comes to virtual objects,
282
1001697
2647
z wirtualnej rzeczywistości,
16:56
when it comes to video games
and 3D models,
and 3D models,
283
1004344
3297
z gier komputerowych i modeli 3-D,
16:59
but to be able to capture this information
from real objects in the real world
from real objects in the real world
284
1007641
4404
ale uzyskanie takich informacji
z prawdziwych przedmiotów
z prawdziwych przedmiotów
17:04
using just simple, regular video,
285
1012045
2817
zarejestrowanych za pomocą prostych kamer
17:06
is something new that has
a lot of potential.
a lot of potential.
286
1014862
2183
to coś nowego, co ma potencjał.
17:10
So here are the amazing people
who worked with me on these projects.
who worked with me on these projects.
287
1018410
4904
Oto niezwykli ludzie, którzy pracowali
ze mną nad tymi projektami.
ze mną nad tymi projektami.
17:16
(Applause)
288
1024057
5596
(Brawa)
17:24
And what I've shown you today
is only the beginning.
is only the beginning.
289
1032819
3057
To, co wam dzisiaj pokazałem
to dopiero początek.
to dopiero początek.
17:27
We've just started to scratch the surface
290
1035876
2113
To dopiero wierzchołek góry lodowej
17:29
of what you can do
with this kind of imaging,
with this kind of imaging,
291
1037989
2972
tego, co można zrobić
za pomocą tej techniki,
za pomocą tej techniki,
17:32
because it gives us a new way
292
1040961
2286
bo daje nam ona nowe możliwości
17:35
to capture our surroundings
with common, accessible technology.
with common, accessible technology.
293
1043342
4724
postrzegania otoczenia
za pomocą codziennej technologii.
za pomocą codziennej technologii.
17:40
And so looking to the future,
294
1048066
1929
Przed nami ekscytująca przyszłość,
17:41
it's going to be
really exciting to explore
really exciting to explore
295
1049995
2037
w której będziemy mogli eksplorować świat
17:44
what this can tell us about the world.
296
1052032
1856
i dowiadywać się o nim nowych rzeczy.
17:46
Thank you.
297
1054381
1204
Dziękuję.
17:47
(Applause)
298
1055610
6107
(Brawa)
ABOUT THE SPEAKER
Abe Davis - Computer scientistComputer vision expert Abe Davis pioneers methods to extract audio from silent digital videos, even footage shot on ordinary consumer cameras.
Why you should listen
MIT PhD student, computer vision wizard and rap artist Abe Davis has co-created the world’s most improbable audio instrument. In 2014, Davis and his collaborators debuted the “visual microphone,” an algorithm that samples the sympathetic vibrations of ordinary objects (such as a potato chip bag) from ordinary high-speed video footage and transduces them into intelligible audio tracks.
Davis is also the author of Caperture, a 3D-imaging app designed to create and share 3D images on any compatible smartphone.
Abe Davis | Speaker | TED.com