EP0225205A1 - Système de traitement optique d'images lumineuses - Google Patents

Système de traitement optique d'images lumineuses Download PDF

Info

Publication number
EP0225205A1
EP0225205A1 EP86402259A EP86402259A EP0225205A1 EP 0225205 A1 EP0225205 A1 EP 0225205A1 EP 86402259 A EP86402259 A EP 86402259A EP 86402259 A EP86402259 A EP 86402259A EP 0225205 A1 EP0225205 A1 EP 0225205A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
semi
modulator
processing system
image processing
reflecting plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP86402259A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Pierre THOMSON-CSF Huignard
Gérard THOMSON - CSF Coussot
Bruno THOMSON - CSF Mourey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Publication of EP0225205A1 publication Critical patent/EP0225205A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06E—OPTICAL COMPUTING DEVICES; COMPUTING DEVICES USING OTHER RADIATIONS WITH SIMILAR PROPERTIES
    • G06E3/00—Devices not provided for in group G06E1/00, e.g. for processing analogue or hybrid data
    • G06E3/001—Analogue devices in which mathematical operations are carried out with the aid of optical or electro-optical elements
    • G06E3/005—Analogue devices in which mathematical operations are carried out with the aid of optical or electro-optical elements using electro-optical or opto-electronic means

Definitions

  • the invention relates to a system for optical processing of light images. It relates more particularly to a device for coherent optical image processing and is based on the use of an optical valve with electrical access.
  • the invention using the filtering principle thus described, makes it possible to produce a more compact optical image processing system because it does not require an alignment of the optical axes of the lenses.
  • its operation while being compatible with its operation at video rate, allows permanent memory of the filter.
  • the invention relates to an optical processing system for light images comprising: - a coherent light source located in the focal plane of a first lens and illuminating, using a beam, the lens which retransmits a collimated beam; - a first semi-transparent plate receiving the collimated beam; - A first spatial light modulator receiving, from the first semi-reflecting plate, said collimated beam, modulating it according to a first determined law, reflecting it and retransmitting a first modulated beam to the first semi-reflecting plate; - a second semi-reflecting plate receiving the first modulated beam supplied by the first semi-reflecting plate and transmitting it to a second lens; a second spatial light modulator located in the focal plane of the second lens receiving from said second said modulated beam, modulating it according to a second determined law, reflecting it and retransmitting a second modulated beam to the second semi-reflecting blade through the second lens; a light image detector receiving the second modulated beam supplied by the second
  • This system includes: - a two-dimensional SLM-1 spatial light modulator, the modulator is electrically accessible, that is to say that the optical modulation signal is registered on the modulator via a network of controlled electrodes and arranged orthogonally. - a lens L1 making it possible to generate the two-dimensional Fourier transform of the signal written on the SLM.1 spatial modulator. - A second SLM.2 spatial light modulator placed in the plane of the spectrum generated by the lens L1 and making it possible to obtain in this plane the product of the Fourier transform by a filtering function F (u, v) written on the SLM spatial modulator. 2. - A second lens L2 generating the inverse Fourier transformation. - A CCD detection device for the image thus processed, such as a camera detection device of the vidicon type or CCD solid-state camera.
  • the second SLM.2 spatial modulator Depending on the function entered on the second SLM.2 spatial modulator, it is possible to obtain in the plane of the detected image: - either a filtered image of certain spatial frequencies (for example by suppressing low frequencies for generating contours); - either a correlation peak translating the position and orientation of a reference object in a scene seen by the camera and whose video signal controls the first SLM.1 spatial modulator.
  • Each modulator can be produced using an electro-optical screen interposed on the path of the light beams, the light modulation effect of which is obtained by electrical control of the electro-optical material.
  • a screen is controlled by two networks of perpendicular electrodes: a network of horizontal electrodes H1 to Hn and a network of vertical electrodes V1 to Vn.
  • an inscription of the type represented in FIG. 3 can be carried out.
  • a transparency function of the high pass type is therefore in the plane of the Fourier transform of the signal, on the SLM.2 modulator.
  • This filter allows high spatial frequencies to pass, which leads to the generation of contours in the plane of the image detected on the camera.
  • the filter registered on the SLM.1 spatial modulator is dynamically modifiable and can be a function of the type of images to be analyzed.
  • R (x, y) represents the part of the image to be recognized and whose evolution we want to follow in real time.
  • R (u, v) is calculated by the numerical method from R (x, y) and is composed on the SLM.2 via the network of horizontal and vertical electrodes. This function constitutes the equivalent of a binary synthetic hologram registered in real time on the SLM.2 and whose generation algorithms are known.
  • the adapted filter can be modified dynamically depending on the type of object to be correlated and any changes in orientation and scale of this object in the scene to be analyzed.
  • This system comprises a light source S represented in the form of an optical fiber whose emission end is placed in a plane P1 corresponding to the focal plane of a first lens L1.
  • the lens L1 receives a divergent beam F1 emitted by the fiber S and provides a collimated beam F2 towards a first semi-reflecting plate M1.
  • This transmits part of the beam F2 to a first light modulator SLM.1 which reflects a beam F3 modulated according to the type of modulation imposed by the modulator SLM.1.
  • the semi-reflecting plate, M1 receiving the beam F3, reflects a beam F4 towards a second semi-reflecting plate M2. This reflects the beam F4 to a second lens L2.
  • the lens L2 performs in its focal plane (plane P2) the Fourier transform of the image conveyed by the beam F4.
  • plane P2 In this plane P2 is placed a second SLM.2 modulator on which a filtering function is displayed.
  • This second modulator reflects a filtered F5 beam.
  • the lens L2 receives this beam and performs a second Fourier transform.
  • the beam supplied by the lens is retransmitted, at least in part, to a CCD light image detector in the form of a beam F6.
  • the two modulators are identical. They are made using flat smectic liquid crystal screens.
  • FIG. 6 shows such a flat screen. It comprises: a substrate E2 carried by a heating plate E3 intended to bring the screen to a determined temperature; electrodes E5, of reflecting metallic material, deposited on the substrate E2; a transparent plate E1 carrying conductive and transparent electrodes E4, shims of thicknesses E6 delimiting a space between the substrate E2 and the plate E1, and intended to receive a liquid crystal E7.
  • the liquid crystal used is of smectic type A such that it has two stable structures which can coexist: - an optically transparent ordered structure shown in FIG. 6 in the representation on the left; - a disordered structure ("Focal conics") diffusing, represented in FIG. 6 in the representation on the right.
  • the passage from one to the other of these structures is obtained by local heating and application or not of an electric field.
  • the heating, as well as the application of the field to the single point of coordinates XY is done via a network of row and column electrodes.
  • the diagram in Figure 7 illustrates the operation of a smectic liquid crystal.
  • T SN smectic-nematic transition temperature
  • T NT Nematic-liquid transition temperature isotropic
  • the liquid crystal If, then the liquid crystal is simply cooled, it returns, as indicated by the arrow T2, to the smectic phase after having passed through a nematic phase.
  • the structure which it adopts is disordered and then has diffusing optical properties.
  • the liquid crystal returns to the smectic phase and adopts an ordered structure providing it with optical properties transparent to light.
  • the exemplary embodiment of FIG. 5 is adapted to a compact design of an image processing system.
  • the only L2 lens is used for the generation of Fourier transformations in both direct and reverse directions.
  • the two modulators SLM.1 and SLM.2 produced using liquid crystal screens operate in reflection of light using reflective electrodes (electrodes E5 in FIG. 6).
  • the liquid crystal displays used for modulators have row and column electrodes which are powered by generators G1 and G2.
  • the system of the invention further comprises a DET detection circuit receiving image signals detected by the CCD detection device. Depending on the value or the form of the signals received, the detection circuit DET supplies appropriate signals on outputs DET1 and DET2 to control circuits CSLM1 and CSLM2. These circuits supply on outputs CS1 and CS2 control signals transmitted to the generators G1 and G2 allowing the latter to adapt the supply of the line and column conductors of the SLM.1 and SLM.2 modulators to the detection carried out. .
  • a decision circuit DEC is connected to the detection circuit DET and, depending on the detection carried out, provides any decision signal necessary in the context of the application of the system of the invention.
  • the image is recorded electrically from a video signal by control of electrodes arranged orthogonally. Optically the image is re-read by reflection on the electrodes E5.
  • the image therefore consists of a network of reflecting or diffusing points.
  • the other characteristics of the SLM.1 and SLM.2 modulators are as follows: - no coupling between pixels, -possibility of selective erasure, -permanent memory of the image, -registering and erasing the image at video rate, -a few gray levels can be obtained by checking the registration parameters (heating time).
  • the SLM.1 and SLM.2 modulators may have the following characteristics: - resolution: 256 x 256 - pitch of the matrix: 40 ⁇ m - dimension: 10 x 10 mm2 - frame rate: video frequency - image contrast in operation in coherent light 1/100.
  • the SLM.1 modulator will be lit by a semiconductor laser or an optical fiber end emitting in the near infrared, ie a wavelength typically of 850 nm.
  • the SLM.2 modulator is placed in the Fourier plane of the image signal written on the SLM.1 modulator.
  • the CCD image detector is placed in the detection plane for reading the processed image or the correlation peak.
  • the system of the invention thus described has the advantage of allowing direct control of the space modulators from video signals and via the row and column electrodes.
  • the operation is dynamic both for the intro duction of the image signal and for the spatial filtering of the image.
  • the modulators used operate by controlling the diffusion of each elementary point: consequently the contrast of a point is high (1/100) in coherent and uniform light throughout the image plane. This is an important characteristic compared to other devices operating by variation of the birefringence of a liquid crystal and which exhibit poor uniformity.
  • each modulator of an elementary image point is adapted to the production of compact devices. For example, take a focal length of the lens L 20 cm; and a diameter of 2-3 cm.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Abstract

Système de traitement optique d'images lunineuses dans lequel un modulateur spatial de lumière (SLM.1) renvoit, après modulation, un faisceau lunineux (F3), à une lame semi-­réfléchissante (M1) qui le renvoit à une deuxième lame semi-­réfléchissante (M2). Le faisceau lumineux (F5) est alors transmis à une deuxième modulateur spatial (SLM.2) qui le renvoit, également après modulation, à un détecteur d'images lunineuses (CCD) par l'intermédiaire de la deuxième lame semi-réfléchissante (M2).
Ce système est utilisable dans tous les domaines nécessitant un traitement dynamique d'images et notamment la robotique, le suivi d'objets par corrélation et la génération de contours d'images.

Description

  • L'invention concerne un système de traitement optique d'ima­ges lumineuses. Elle est plus particulièrement relative à un dispo­sitif de traitement optique cohérent des images et est basée sur l'utilisation d'une valve optique à accès électrique.
  • Elle trouve une application dans tous les domaines nécessitant un traitement dynamique d'images et notamment dans la robotique, le suivi d'objets par corrélation et dans les techniques de prétrai­tement d'images tel que la génération de contours par filtrage spatial par exemple.
  • Le principe de filtrage de la lumière en s'appuyant sur les propriétés de transformée de Fourier d'une lentille est connu. Il est, par exemple, décrit dans le livre "Optique et Télécommunications" de A.COZANNET et al édité par les Editions Eyrolles en 1981, pages 156 à 174. Il prévoit d'obtenir à l'aide d'une première lentille la transformée de Fourier d'une image dans le plan focal de cette première lentille, de placer un filtre spatial dans ce plan focal, puis de restituer l'image filtrée à l'aide d'une deuxième lentille dont le foyer est placé dans le plan focal de la première lentille. Un tel système fonctionne en alignant les axes optiques des lentilles.
  • L'invention, en utilisant le principe de filtrage ainsi décrit, permet de réaliser un système de traitement optique d'images plus compact parce qu'il ne nécessite pas un alignement des axes optiques des lentilles. De plus, son fonctionnement tout en étant compatible avec son fonctionnement à cadence vidéo, autorise une mémoire permanente du filtre.
  • C'est pourquoi l'invention concerne un système de traitement optique d'images lumineuses comportant:
    - une source lumineuse cohérente située dans le plan focal d'une première lentille et éclairant, à l'aide d'un faisceau, la lentille qui retransmet un faisceau collimaté;
    - une première lame semi-transparente recevant le faisceau collimaté;
    - un premier modulateur spatial de lumière recevant, de la première lame semi-réfléchissante, ledit faisceau collimaté, le modulant selon une première loi déterminée, le réfléchissant et retransmettant un premier faisceau modulé à la première lame semi-réfléchissante;
    - une deuxième lame semi-réfléchissante recevant le premier faisceau modulé fourni par la première lame semi-réfléchissante et le transmettant vers unr deuxième lentille;
    - un deuxième modulateur spatial de la lumière situé dans le plan focal de la deuxième lentille recevant de celle-ci ledit premier faisceau modulé, le modulant selon une deuxième loi déterminée, le réfléchissant et retransmettant un deuxième faisceau modulé à la deuxième lame semi-réfléchissante par l'intermédiaire de la deuxième lentille;
    - un détecteur d'image lumineuse recevant le deuxième fais­ceau modulé fournit par la deuxième lame semi-réfléchissante et com­mandant l'affichage de l'image détectée.
  • Les différents objets et caractéristiques de l'invention vont être détaillés en se reportant aux figures annexées qui représen­tent:
    • - la figure 1, un schéma simplifié d'un système de traitement d'images selon l'art connu;
    • - la figure 2, un exemple de réalisation d'un modulateur selon l'art connu;
    • - les figures 3 et 4, des modulateurs affichant des images de filtrage;
    • - la figure 5, un exemple de réalisation du système de traitements d'images selon l'invention;
    • - la figure 6, un exemple de réalisation, avec un écran à cristal liquide, d'un modulateur selon l'invention;
    • - la figure 7, un diagramme de fonctionnement d'un cristal liquide smectique.
  • En se reportant à la figure 1, va décrire un système de traitement connu dans la technique.
  • Ce système comporte:
    - un modulateur de lumière spatial SLM-1 à deux dimensions, le modulateur est à accès électrique, c'est-à-dire que le signal optique de modulation est inscrit sur le modulateur par l'inter­médiaire d'un réseau d'électrodes commandées et disposées orthogo­nalement.
    - une lentille L₁ permettant de générer la transformée de Fourier à deux dimensions du signal inscrit sur le modulateur spatial SLM.1.
    - Un second modulateur de lumière spatial SLM.2 placé dans le plan du spectre généré par la lentille L1 et permettant d'obtenir dans ce plan le produit de la transformée de Fourier par une fonction de filtrage F (u,v) inscrite sur le modulateur spatial SLM.2.
    - Une seconde lentille L₂ générant la transformation de Fourier inverse.
    - Un dispositif de détection CCD de l'image ainsi traitée tel qu'un dispositif de détection sur caméra du type vidicon ou caméra à l'état solide CCD.
  • Suivant la fonction inscrite sur le second modulateur spatial SLM.2 on peut obtenir dans le plan de l'image détectée:
    - soit une image filtrée de certaines fréquences spatiales (par exemple par suppression des basses fréquences pour la génération de contours);
    - soit un pic de corrélation traduisant la position et l'orien­tation d'un objet de référence dans une scène vue par la caméra et dont le signal vidéo commande le premier modulateur spatial SLM.1.
  • Ces fonctions de traitement dynamique des images trouvent donc, comme mentionné précédemment, des applications importantes dans le domaine de la reconnaissance d'objets et le suivi de repères mobiles dans une image.
  • Le fonctionnement d'un tel système obéit aux explications suivantes.
  • Si on désigne par S(x,y) l'amplitude du signal sur le modulateur spatial SLM.1. Dans le plan de Fourier de la lentille L1, c'est-à-dire le plan focal de L1, on obtient la répartition d'amplitude S(u, v) qui dans ce plan est multipliée par la fonction de filtrage F(u, v) inscrite sur le modulateur SLM.2. Après une seconde transformée de Fourier par la lentille L2, l'amplitude de l'image s'écrit:
    D(x,y) = S(x,y) ⊗ F(x,y)
    et l'intensité détectée sur la caméra CCD se met sous la forme:
    I(x,y) = //D(x,y)//²
  • Chaque modulateur peut être réalisé à l'aide d'un écran électrooptique interposé sur la marche des faisceaux lumineux et dont l'effet de modulation de la lumière est obtenu par une commande électrique du matériau èlectrooptique. Sur la figure 2, un tel écran est commandé par deux réseaux d'æelectrodes perpen­diculaires : un réseau d'électrodes horizontales H1 à Hn et un réseau d'électrodes verticales V1 à Vn.
  • L'application d'un potentiel UX à une électrode horizontale et d'un potentiel UY sur une électrode verticale commande le point de croisement situé à l'intersection de l'électrode horizontale et de l'électrode verticale.
  • A l'aide du modulateur de lumière SLM.1 on inscrit donc une image.
  • Sur le modulateur de lumière SLM.2 on inscrit une fonction de filtrage.
  • A titre d'exemple, on peut effectuer une inscription du type représenté en figure 3. On trouve donc dans le plan de lan trans­formée de Fourier du signal, sur le modulateur SLM.2, une fonction de transparence du type passe haut. Ce filtre laisse passer les hautes fréquences spatiales, ce qui conduit à une génération des contours dans le plan de l'image détectée sur la caméra.
  • Par contre, à l'aide d'une inscription du type représenté en figure 4, on obtient une fonction de filtrage du type passe bande résultant d'une transparence annulaire inscrite sur le modulateur SLM.2.
  • Ces fonctions de filtrage simples permettent donc de privi­légier un domaine de fréquences spatiales, ce qui assure en temps réel un prétraitement de l'image. Le filtre inscrit sur le modulateur spatial SLM.1 est modifiable de façon dynamique et peut être fonction du type d'images à analyser.
  • A titre d'example, la transparence inscrite sur le SLM.1 se met sous la forme:
    S(x, y) = So(x, y) + R(x, y)
    où R(x, y) représente la partie de l'image à reconnaître et dont on veut suivre l'évolution en temps réel. On inscrit sur le SLM.2 une fonction de transparence qui est le filtre holographique adapté de l'objet à reconnaître. La fonction R (u, v) est calculée par la méthode numérique à partir de R(x, y) et est composée sur le SLM.2 par l'intermédiaire du réseau d'électrodes horizontales et verticales. Cette fonction constitue l'équivalent d'un hologramme synthétique binaire inscrit en temps réel sur le SLM.2 et dont les algorithmes de générations sont connus. La lecture de cette fonction de transpa­rence par So(u, v) + R(u, v) diffracte dans le plan image des pics de corrélation permettant de reconnaître la présence, et la position de l'objet recherché dans le scène. Le filtre adapté est modifiable de façon dynamique en fonction du type d'objet à corréler et de changements éventuels d'orientation et d'échelle de cet objet dans la scène à analyser.
  • En se reportant à la figure 5, on va maintenant décrire un exemple de réalisation d'un système de traitement optique d'images lumineuses selon l'invention.
  • Ce système comporte une source lumineuse S représentée sous la forme d'une fibre optique dont l'extrémité d'émission est placé dans un plan P1 correspondant au plan focal d'une première lentille L1. La lentille L1 reçoit un faisceau divergent F1 émis par la fibre S et fournit un faisceau collimaté F2 vers une première lame semi-­réfléchissante M1. Celle-ci transmet une partie du faisceau F2 à un premier modulateur de lumière SLM.1 qui réfléchit un faisceau F3 modulé selon le type de modulation imposé par le modulateur SLM.1.
  • La lame semi-réfléchissante, M1, recevant le faisceau F3, réfléchit un faisceau F4 vers une deuxième lame semi-réfléchissante M2. Celle-ci réfléchit le faisceau F4 vers une deuxième lentille L2.
  • La lentille L2 effectue dans son plan focal (plan P2) la transformé de Fourier de l'image véhiculée par le faisceau F4. Dans ce plan P2 est placé un deuxième modulateur SLM.2 sur lequel est affiché une fonction de filtrage.
  • Ce deuxième modulateur réfléchit un faisceau F5 filtré. La lentille L2 reçoit ce faisceau et effectue une deuxième transformée de Fourier. Le faisceau fourni par la lentille est retransmis, du moins en partie, à un détecteur d'images lumineuses CCD sous la forme d'un faisceau F6.
  • Par ailleurs, selon l'invention, les deux modulateurs sont identiques. Ils sont réalisés à l'aide d'écrans plats à cristaux liquides smectiques.
  • On a représenté en figure 6 un tel écran plat. Il comporte: un substrat E2 porté par une plaque de chauffage E3 destinée à porter l'écran à une température déterminée ; des électrodes E5, en maté­riau métallique réfléchissant, déposées sur le substrat E2 ; une plaque transparente E1 portant des électrodes conductrices et trans­parentes E4, des cales d'épaisseurs E6 délimitant un espace entre le substrat E2 et la lame E1, et destiné à recevoir un cristal liquide E7.
  • Le cristal liquide utilisé est de type smectique A tel qu'il présente deux structures stables pouvant coexister:
    - une structure ordonnée optiquement transparente repré­sentée sur la figure 6 dans la représentation de gauche ;
    - une structure désordonnée ("Focal conics") diffusante, représentée sur la figure 6 dans la représentation de droite.
    Le passage de l'une à l'autre de ces structures s'obtient par chauffage local et application ou pas d'un champ électrique. Le chauffage, ainsi que l'application du champ au seul point de coor­données X-Y se fait par l'intermédiaire d'un réseau d'électrodes lignes et colonnes.
  • Le diagramme de la figure 7 illustre le fonctionnement d'un cristal liquide smectique. Partant d'un cristal liquide smectique à une température inférieure à TSN (température de transition smectique-nématique), on chauffe le cristal liquide, comme repré­senté par la flèche T1, à une température supérieure à TNT (température de transition Nématique-liquide isotropique) pour le faire passer en phase liquide.
  • Si, ensuite on refroidit simplement le cristal liquide, il retourne, comme indiqué par la flèche T2, en phase smectique après être passé par une phase nématique. La structure qu'il adopte est désordonnée et possède alors des propriétés optiques diffusantes.
  • Par contre, si le refroidissement est accompagné d'une appli­cation d'un champ électrique, comme indiqué sur la flèche T3 du diagramme, le cristal liquide retourne en phase smectique et adopte une structure ordonnée lui fournissant des propriétés optiques trans­parentes à la lumière.
  • L'exemple de réalisation de la figure 5 est adaptée à une conception compacte d'une système de traitement d'images. La seule lentille L2 est utilisée pour la génération des transformations de Fourier dans les deux sens direct et inverse. Les deux modulateurs SLM.1 et SLM.2 réalisés à l'aide d'écrans à cristaux liquides fonc­tionnent en réflexion de la lumière à l'aide d'électrodes réflé­chissantes (électrodes E5 sur la figure 6).
  • Les écrans à cristaux liquides utilisés pour les modulateurs possèdent des électrodes de lignes et de colonnes qui sont alimen­tées par des générateurs G1 et G2.
  • Le système de l'invention comporte en outre un circuit de détection DET recevant des signaux images détectés par le dispo­sitif de détection CCD. Selon la valeur ou la forme des signaux reçus, le circuit de détection DET fournit des signaux appropriés sur des sorties DET1 et DET2 vers des circuits de commande CSLM1 et CSLM2. Ces circuits fournissent sur des sorties CS1 et CS2 des signaux de commande transmis aux générateurs G1 et G2 permet­tant à ceux-ci d'adapter l'alimentation des conducteurs de lignes et de colonnes des modulateurs SLM.1 et SLM.2 à la détection réalisée.
  • Par ailleurs, un circuit de décision DEC est connecté au circuit de détection DET et, selon la détection réalisée, fournit tout signal de décision nécessaire dans le cadre de l'application du système de l'invention.
  • Dans le type de modulateur SLM.1, l'image est inscrite élec­triquement à partir d'un signal vidéo par commande d'électrodes disposées orthogonalement. Optiquement l'image est relue par réflexion sur les électrodes E5. L'image est donc constituée d'un réseau de points réfléchissants ou diffusants. Les autres carac­téristiques des modulateurs SLM.1 et SLM.2 sont les suivantes:
    -aucun couplage entre pixels,
    -possibilité d'effacement sélectif,
    -mémoire permanente de l'image,
    -inscription et effacement de l'image à cadence vidéo,
    -quelques niveaux de gris peuvent être obtenus par contrôle des paramètres d'inscription (durée de chauffage).
  • Les modulateurs SLM.1 et SLM.2 pourront avoir les carac­téristiques suivantes:
    - résolution          :  256 x 256
    - pas de la matrice   :  40µm
    - dimension           :  10 x 10 mm²
    - cadence             :  fréquence vidéo
    - contraste image en fonctionnement en lumière cohé­rente 1/100.
    - L'éclairage du modulateur SLM.1 se fera par un laser semiconducteur ou une extrémité de fibre optique émettant dans un proche infra-rouge soit une longueur d'onde typiquement de 850 nm.
    - Le modulateur SLM.2 est placé dans le plan de Fourier du signal image inscrit sur le modulateur SLM.1.
    - Le détecteur d'image CCD est placé dans le plan de détection pour la lecture d l'image traitée ou du pic de corrélation.
  • Le système de l'invention ainsi décrit présente l'avantage de permettre une commande directe des modulateurs spatiaux à partir de signaux vidéo et par l'intermédiaire des électrodes de lignes et de colonnes. Le fonctionnement est dynamique à fois pour l'intro­ duction du signal image et pour le filtrage spatial de l'image.
  • De plus, le même type de modulateur est utilisé par réflexion pour les deux modulateurs.
  • Enfin les modulateurs utilisés fonctionnent par contrôle de la diffusion de chaque point élémentaire : en conséquence le contraste d'un point est élevé (1/100) en lumière cohérente et uniforme dans tout le plan d l'image. Il s'agit là d'une caractéristique importante par rapport aux autres dispositifs fonctionnant par variation de la biréfringence d'un cristal liquide et qui présentent une mauvaise uniformité.
  • La dimension de chaque modulateur d'un point image élémen­taire est adaptée à la réalisation de dispositifs compacts. A titre d'exemple on prendra une distance focale de la lentille L 20 cm ; et un diamètre de 2-3 cm.

Claims (9)

1. Système de traitement optique d'images lumineuses carac­térisé en ce qu'il comporte:
- une source lumineuse (S1) cohérente située dans le plan focal (P1) d'une première lentille (L1) et éclairant à l'aide d'un faisceau (F1) la lentille (L1) qui retransmet un faisceau collimaté (F2);
- une première lame semi-transparente (M1) recevant le faisceau collimaté(F2);
- un premier modulateur spatial de lumière (SLM1) recevant de la première lame semi-réfléchissante (M1), ledit faisceau collimaté (F2), le modulant selon une première loi déterminée, le réfléchissant et retransmettant un premier faisceau modulé (F3) à la première lame semi-réfléchissante;
- une deuxième lame semi-réfléchissante (M2) recevant le premier faisceau modulé (F3) fourni par la première lame semi-­réfléchissante et la transmettant vers une deuxième lentille (L2);
- un deuxième modulateur spatial de la lumière (SLM2) situé dans le plan focal de la deuxième lentille (L2) recevant de celle-ci ledit premier faisceau modulé, le modulant selon une deuxième loi déterminée, le réfléchissant et retransmettant un deuxième faisceau modulé (F6) à la deuxième lame semi-réfléchissante par l'inter­médiaire de la deuxième lentille;
- un détecteur d'image lumineuse recevant le deuxième fais­ceau modulé (F6) fourni par la deuxième lame semi-réfléchissante et commandant l'affichage de l'image détectée
2. Système de traitement optique d'images selon la reven­dication 1, caractérisé en ce que le premier modulateur (SLM1) comporte une cellule à cristal liquide placée entre deux lames équipées d'électrodes de commande pour commander l'affichage d'une image à traiter.
3. Système de traitement optique d'images selon la reven­dication 2, caractérisé en ce que l'une desdites lames du premier modulateur (SLM1) sert de lame d'entrée au faisceau collimateur (F2) et les électrodes de commande dont elle est équipée sont transparentes, tandis que les électrodes de commande de l'autre lame sont réfléchissantes.
4. Système de traitement optique d'images selon la reven­dication 1, caractérisé en ce que le deuxième modulateur (SLM2) comporte une cellule à cristal liquide placée entre deux lames équipées d'électrodes de commande pour commander l'affichage d'un filtre spatial.
5. Système de traitement optique d'images selon la reven­dication 4, caractérisé en ce que l'une desdites lames du deuxième modulateur (SLM2) sert de lame d'entrée au premier faisceau modulé (F3 et les électrodes de commande dont elle est équipée sont transparentes, tandis que les électrodes de commande de l'autre lame sont réfléchissantes.
6. Système de traitement optique d'images selon l'une quel­conque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les cellules à cristal liquide des premier et deuxième modulateurs spatiaux (SLM1, SLM2) comporte chacune un cristal liquide smectique pouvant prendre deux états différents transparent ou diffusant.
7. Système de traitement optique d'images selon la reven­dication 1, caractérisé en ce que la première lame semi-réflé­chissante (M1) est orientée de façon d'une part à recevoir le faisceau collimaté (F2) et à en retransmettre une partie (F3) au premier modulateur spatial de lumière (SLM1) et d'autre part à recevoir ladite partie (F3) de faisceau modulée et à réfléchir vers la deuxième lame semi-réfléchissante M2.
8. Système de traitement optique d'images selon la reven­dication 1, caractérisé en ce que la deuxième lame semi-­réfléchissante (M2) est orientée de façon d'une part à recevoir ladite partie de faisceau modulé (F3) et à en réfléchir une partie (F5) au deuxième modulateur spatial de lumière (SLM2) et d'autre part à recevoir ladite partie (F3) de faisceau après modulation et à la retransmettre au détecteur d'image lumineuse.
9. Système de traitement optique d'images selon l'une quel­conque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte;
- les générateurs de tension (G1, G2) connectés auxdites électrodes de commande des modulateurs (SLM1, SLM2),
- un circuit de détection (DET) connecté au dispositif de détection (CCD) recevant des signaux d'images détectés et four­nissant des signaux de détection (DET1 et DET2).
- des circuits de commande (CSLM1, CSLM2) recevant lesdits signaux de commande des générateurs de tension (G1, G2) en fonc­tion des signaux de détection qu'ils reçoivent.
EP86402259A 1985-10-16 1986-10-10 Système de traitement optique d'images lumineuses Withdrawn EP0225205A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8515304 1985-10-16
FR8515304A FR2588675A1 (fr) 1985-10-16 1985-10-16 Systeme de traitement optique d'images lumineuses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0225205A1 true EP0225205A1 (fr) 1987-06-10

Family

ID=9323860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP86402259A Withdrawn EP0225205A1 (fr) 1985-10-16 1986-10-10 Système de traitement optique d'images lumineuses

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0225205A1 (fr)
FR (1) FR2588675A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU616640B2 (en) * 1986-10-17 1991-11-07 Global Holonetics Corporation Transform optical processing system
US6353673B1 (en) 2000-04-27 2002-03-05 Physical Optics Corporation Real-time opto-electronic image processor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0152186A2 (fr) * 1984-02-07 1985-08-21 Stc Plc Corrélateur optique

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0152186A2 (fr) * 1984-02-07 1985-08-21 Stc Plc Corrélateur optique

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
APPLIED OPTICS, vol. 22, no. 16, 15 août 1983, pages 2401-2402, New York, US; R.P. BOCKER: "Advanced RUBIC cub processor" *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU616640B2 (en) * 1986-10-17 1991-11-07 Global Holonetics Corporation Transform optical processing system
US6353673B1 (en) 2000-04-27 2002-03-05 Physical Optics Corporation Real-time opto-electronic image processor

Also Published As

Publication number Publication date
FR2588675A1 (fr) 1987-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7218435B2 (en) Reconfigurable spatial light modulators
EP0067082B1 (fr) Source cohérente de rayonnement générant un faisceau de direction de propagation réglable
Rajbenbach et al. Compact photorefractive correlator for robotic applications
US5844709A (en) Multiple quantum well electrically/optically addressed spatial light modulator
FR2518766A1 (fr) Dispositif de commutation de faisceaux optiques et central telephonique comprenant un tel dispositif
US20130135701A1 (en) Holography devices, three-dimensional image display apparatuses including the same, and methods of processing holography images
CA1291657C (fr) Systemes et methodes de traitement pour memoires de correlateurs optiques
EP0053957B1 (fr) Dispositif de commutation de faisceaux optiques, et central téléphonique comprenant un tel dispositif
JP2001272636A (ja) レーザ加工装置
EP0058592B1 (fr) Dispositif optique transformateur de Fourier, et corrélateur optique mettant en oeuvre ce dispositif optique transformateur de Fourier
US5018838A (en) Method and device for achieving optical spatial phase modulation
EP0517344B1 (fr) Dispositif de corrélation optique
US5343415A (en) Logarithmic polar coordinate transforming method, vision recognizing method, and optical information processing apparatus
EP0225205A1 (fr) Système de traitement optique d'images lumineuses
Ryf et al. High-frame-rate joint Fourier-transform correlator based on Sn 2 P 2 S 6 crystal
FR2537315A1 (fr) Agencement de deflexion acousto-optique bidimensionnelle, appareillage, equipement d'affichage et afficheur a cristaux liquides le comportant
FR2681458A1 (fr) Procede et dispositif de reconnaissance automatique de panneaux de signalisation.
EP0026128B1 (fr) Dispositif d'enregistrement holographique et système optique de traitement d'information comportant un tel dispositif
JP3062664B2 (ja) 座標変換機能を有する光学的パターン認識装置
EP0098185B1 (fr) Dispositif d'éclairement d'un milieu électro-optique pour enregistrer des hologrammes en temps réel
US5233554A (en) Programmable optical correlator
JP3066457B2 (ja) 光学的パターン認識装置
FR2544151A1 (fr) Dispositif de commutation spatiale de faisceaux optiques
EP0473121B1 (fr) Méthode logarithmique de transformation de coordonnées polaires, méthode de reconnaissance de vision, et appareil de traitement d'information optique
KR100569527B1 (ko) 멀티 코팅 미러를 이용한 홀로그래픽 디지털 저장 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE GB IT NL SE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19880211

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: MOUREY, BRUNOTHOMSON - CSF

Inventor name: HUIGNARD, JEAN-PIERRETHOMSON-CSF

Inventor name: COUSSOT, GERARDTHOMSON - CSF