FR2694429A1 - Système d'imagerie matriciel. - Google Patents
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Abstract
Il comprend une matrice (12) d'éléments détecteurs et des moyens pour illuminer de façon séquentielle la matrice (12) d'éléments pendant des première et deuxième périodes de temps, chaque élément observant une partie séparée de la scène pendant la première période de temps et chaque élément étant éclairé par un niveau d'intensité lumineuse sensiblement égal à l'intensité moyenne de la scène pendant la deuxième période de temps.
Description
Système d'imagerie matriciel La présente invention concerne le domaine des
systèmes d'imagerie stationnaires à (observation fixe) et les procédés d'amélioration des performances de tels
systèmes d'imagerie.
Dans les systèmes d'imagerie stationnaires (à observation fixe) une scène est typiquement focalisée optiquement sur un détecteur matriciel composé d'une
pluralité d'éléments détecteurs agencés en une matrice.
La scène est focalisée sur le plan du détecteur matriciel, de manière que chacun des éléments détecteurs soit irradié par une partie particulière de la scène et chaque élément détecteur mesure la quantité de rayonnement qu'il reçoit de cette partie de la scène. Différents éléments détecteurs produisent généralement des valeurs mesurées différentes pour la même entrée de lumière Si on n'opère pas de correction, ce manque d'uniformité parmi les éléments détecteurs donne lieu à un bruit à motif fixe, qui peut sérieusement nuire aux performances du système Dans la plage des infrarouges, par exemple, ce bruit à motif fixe peut facilement masquer les images à faible
contraste, usuelles dans cette partie du spectre.
La solution classique à ce problème est d'étalonner chacun des éléments individuels situés dans le détecteur matriciel Un procédé d'étalonnage de l'art antérieur est représenté sur la figure 1 Dans ce procédé, une valeur de radiation (Hv) élevée connue et une valeur de radiation (Lv) faible connue sont fournies à chaque élément détecteur et les valeurs mesurées par l'élément sont relevées Une "ligne d'étalonnage" 15 est tracée entre les deux points sur le graphique et cette ligne est utilisée pour convertir les valeurs mesurées en valeurs effectives pendant le fonctionnement du détecteur à des valeurs intermédiaires entre (Hv) et (Lv) En général, chaque élément va présenter une courbe d'étalonnage différente. Ce procédé de l'art antérieur nécessite une procédure d'étalonnage séparée, cependant, et, par conséquent, il ne peut être mis en oeuvre en temps réel (c'est-à-dire pendant que le détecteur est en cours de visualisation de la scène) Il est souhaitable d'opérer l'étalonnage en temps réel parce que, suite à la dérive, l'étalonnage des éléments détecteurs change avec le temps et une "ligne d'étalonnage" calculée lors d'une procédure d'étalonnage séparée peut ne plus être
précise pendant le fonctionnement du détecteur.
Également ce procédé utilise une ligne droite pour donner l'approximation du comportement de l'élément détecteur En réalité, cependant, la réponse de l'élément détecteur n'est pas linéaire en fonction du flux d'énergie et varie d'un élément à un autre Ce procédé, par conséquent, introduit des défauts de précision dans l'étalonnage, pour des valeurs éloignées
de Hv et Lv.
Par conséquent, un but d'un mode de mise en oeuvre de l'invention est de proposer un procédé d'étalonnage
fonctionnant en temps réel.
Un objet d'un mode de mise en oeuvre de l'invention est de proposer un procédé d'étalonnage assurant l'étalonnage du système à une température dépendant de
la scène.
Un objet d'un mode de mise en oeuvre de l'invention est d'opérer l'étalonnage tout en maintenant à 100 % le
rendement avec blindage froid.
Un objet d'un mode de mise en oeuvre de l'invention
est d'augmenter la résolution du détecteur matriciel.
Selon un mode de réalisation préféré, la présente invention atteint les objets décrits ci-dessus en déterminant, pendant une partie de chaque image, la valeur à laquelle chaque élément détecteur opère sa mesure lorsqu'il est éclairé par une lumière ayant l'intensité moyenne de la scène Chaque valeur mesurée par l'élément détecteur à cette intensité lumineuse représente un point sur la courbe d'étalonnage de la valeur mesurée de l'élément détecteur par rapport à la valeur effective La différence entre la valeur effective et la valeur mesurée à ce point, sur la courbe, est utilisée pour convertir les valeurs mesurées de l'élément détecteur en valeurs effectives
pour le reste de l'image complète.
Selon un autre mode de réalisation préféré, l'invention propose un étalonnage plus précis, en opérant un calcul additionnel de la pente de la courbe d'étalonnage pour l'intensité moyenne de la scène En utilisant, à titre additionnel, la pente de la courbe d'étalonnage lors de l'étalonnage, l'invention prend en compte la différence existant entre l'intensité moyenne de la scène et la température de la partie de la scène
dont l'élément détecteur donne une représentation.
Il est ainsi prévu, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, un détecteur pour observer une scène, comprenant une matrice d'éléments détecteurs et un appareil pour assurer un éclairage séquentiel de la matrice d'éléments, pour des première et deuxième périodes de temps Chaque élément observe une partie séparée de la scène pendant la première période de temps et chaque élément est éclairé par un niveau d'intensité lumineuse sensiblement égal à l'intensité moyenne de la scène pendant la deuxième
période de temps.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le détecteur donne respectivement des première et seconde valeurs mesurées de l'illumination reçue par chaque élément détecteur pendant les première et deuxième périodes de temps, produit un facteur d'étalonnage pour chacun des éléments détecteurs, sur la base de la seconde valeur mesurée pour chaque détecteur et corrige chaque valeur mesurée d'élément détecteur pour la première période de temps, en utilisant le facteur d'étalonnage de l'élément détecteur. De préférence, les facteurs d'étalonnage sont produits par calcul de la moyenne des valeurs mesurées des éléments détecteurs pour la deuxième période de temps et division de la valeur moyenne par chaque valeur mesurée d'élément détecteur, pendant la deuxième
période de temps.
De préférence, la correction comprend l'addition de la valeur mesurée de l'élément détecteur pour la première période de temps au facteur d'étalonnage pour chaque élément détecteur, en vue de former une valeur
mesurée corrigée pour l'élément détecteur.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le détecteur comprend un dispositif pour éclairer séquentiellement la matrice d'éléments pendant une troisième période de temps de manière que chaque élément soit illuminé de façon égale par un niveau d'intensité lumineuse, lié, mais non égal, à
l'intensité moyenne de la scène.
De préférence, le détecteur produit respectivement des première, deuxième et troisième valeurs mesurées de l'éclairage reçu par chaque élément détecteur pendant les première, deuxième et troisième périodes de temps, produit une formule d'étalonnage pour chacun des éléments détecteurs en se basant sur les valeurs mesurées pour les deuxième et troisième périodes de temps, et assure la correction de chaque valeur mesurée d'élément détecteur pour la première période de temps, par utilisation de la formule d'étalonnage de l'élément détecteur. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le détecteur produit, respectivement, des première, deuxième et troisième valeurs mesurées de l'illumination reçue par chaque élément détecteur pendant les première, deuxième et troisième période de temps, produit une formule d'étalonnage pour chacun des éléments détecteurs, en se basant sur les valeurs mesurées des les deuxième et troisième périodes de temps, (mode de réalisation dans lequel la formule d'étalonnage comprend une relation linéaire Mc = S*Mu + K, entre les valeurs mesurées, Mu, et les valeurs mesurées corrigées, Mc, de chaque élément détecteur, formule o K est une constante), et corrige chaque valeur mesurée d'élément détecteur pour la première période de temps, en utilisant la formule
d'étalonnage de l'élément détecteur.
De préférence, le calcul de la pente, S, de la relation linéaire comprend le calcul de la moyenne des valeurs mesurées pour la deuxième période de temps et d'une valeur corrigée moyenne, pour la troisième
période de temps.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention la pente S de chaque élément détecteur est égale à S = (M 2-M 3)/(A 2-A 3), o A 2 et A 3 sont respectivement les valeurs moyennes des seconde et troisième périodes de temps et M 2 et M 3 sont respectivement les valeurs mesurées des éléments détecteurs pour les deuxième et
troisième périodes de temps.
De préférence, K = (A 2 M 2 *S).
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, pendant la troisième période de temps, la matrice est éclairée avec un éclairage ayant un niveau d'intensité lié, par une constante, au niveau d'intensité lumineuse pendant la première période de temps. Selon un mode de réalisation préféré le niveau d'intensité pendant la troisième période de temps est égal à une constante multipliée par le niveau d'intensité lumineuse pendant la deuxième période de temps En variante, le niveau d'intensité est égal à une constante ajoutée au niveau d'intensité lumineuse
pendant la deuxième période de temps.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention le détecteur comprend un dispositif pour faire varier séquentiellement la partie de la scène observée par chaque élément détecteur pendant la première période de temps, en assurant le décalage de l'éclairage reçu de la scène Lorsque la distance entre les centres de deux éléments détecteurs adjacents de la matrice est _, le dispositif destiné à produire une variation séquentielle opère de préférence un décalage séquentiel de l'éclairage reçu de la scène d'une distance 1/2 d dans une première direction, opère le décalage de l'éclairage reçu de la scène d'une distance 1/2 _ dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction et assure le décalage de l'éclairage reçu de la scène d'une distance 1/2 d dans la première
direction et 1/2 _ dans la seconde direction.
Il est en outre prévu, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, un détecteur destiné à détecter l'éclairage émis par une scène, comprenant une matrice plane d'éléments détecteurs, chacun des éléments détecteurs produisant une valeur de sortie représentative de la quantité de lumière reçue de celle-ci, pendant une période de temps, des optiques destinées à focaliser l'éclairage émis par la scène sur le plan détecteur et une roue tournante située dans la trajectoire de l'éclairage La roue tournante comprend une première section équipée de lentilles optiques dispersant l'éclairage émis par la scène, de manière que chacun des éléments détecteurs soit éclairé par un niveau d'intensité lumineuse sensiblement égal à l'intensité moyenne de la scène, et une seconde section, équipée d'optiques permettant à l'éclairage émis par la scène de passer au plan détecteur, sans
subir de modification.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le détecteur comprend en outre un processeur relié pour recevoir les valeurs fournies par les éléments détecteurs Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la roue tournante comprend en outre une troisième section équipée d'optiques assurant le décalage de l'éclairage émis par la scène dans une première direction, une quatrième section équipée d'optiques assurant le décalage de l'éclairage émis par la scène dans une seconde direction, perpendiculaire à la première direction, et une cinquième section, équipée d'optiques assurant le décalage de l'éclairage émis par la scène, à la fois dans les première et
seconde directions.
De préférence, la roue tournante comprend, en outre, une section additionnelle comprenant des lentilles optiques identiques à celles de la première section; et le détecteur comprend en outre une source lumineuse additionnelle fonctionnant pour fournir une lumière additionnelle au détecteur matriciel seulement lorsque la lumière venant de la scène est transmise à
travers la section additionnelle du filtre.
Il est en outre proposé, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, un détecteur pour détecter l'éclairage émis par une scène, comprenant une matrice plane d'éléments détecteurs, des optiques pour focaliser l'éclairage émis par la scène sur le plan détecteur et une pluralité de sections optiques, agencées de manière que la lumière émise par la scène passe par seulement une section à la fois Les sections comprennent une première section équipée de lentilles optiques transmettant l'éclairage émis par la scène, de manière que chacun des éléments détecteurs soit éclairé par un niveau d'intensité lumineuse sensiblement égal à l'intensité moyenne de la scène, et une seconde section équipée d'optiques permettant à l'éclairage émis par la scène de passer au plan détecteur sans subir de modification; et un dispositif pour fournir séquentiellement la lumière venant de la scène à la matrice plane, via chacune de la pluralité de sections optiques. La présente invention va être mieux comprise et
appréciée à la lecture de la description détaillée
suivante, en liaison avec les dessins, dans lesquels: La figure i représente une courbe d'étalonnage pour un élément détecteur d'un détecteur matriciel selon un procédé de l'art antérieur; la figure 2 représente un mode de réalisation préféré du système détecteur de la présente invention; la figure 3 représente une vue de face d'une roue de transmission 4 selon un mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 4 représente un schéma à blocs du système détecteur selon la présente invention; la figure 5 représente un graphique utilisé pour relever une valeur mesurée de l'élément détecteur en fonction de la valeur effective; la figure 6 représente une vue avant de la roue de transmission 4 selon d'autres modes de réalisation préférés de la présente invention; et la figure 7 représente un autre mode de réalisation préféré du système détecteur selon la
présente invention.
Comme représenté sur la figure 2, un rayonnement, de préférence une rayonnement infrarouge, émanant d'une scène, est reçu par un détecteur 26 o il est focalisé par une lentille d'objectif 1, en passant à travers un diaphragme d'entrée 2, un diaphragme intermédiaire 3 et une roue de transmission tournante 4 pour aller à un premier point focal en un diaphragme de champ 5 Le rayonnement est en outre focalisé par une lentille relais 6, à travers un blindage froid 7 et arrive sur un plan détecteur 8 qui comprend une matrice de détecteur 12 comprenant une pluralité d'éléments détecteurs Le blindage froid 7 fonctionne également comme un diaphragme à ouverture et une pupille de sortie Le blindage froid 7 et la matrice de détecteur 12 sont de préférence refroidis pour réduire le bruit thermique, comme ceci est bien connu dans l'Art Comme représenté sur la figure 3, la roue de transmission 4 est composée de cinq sections I à V, la section I contient des optiques de diffraction ou de réfraction, tels qu'une pluralité de lentilles de Fresnel Chaque lentille de Fresnel donne un éclairage régulier de la totalité de la matrice 12, avec la lumière provenant d'une partie de la scène de sorte que la totalité des éléments détecteurs sont éclairés de façon égale par la lumière venant de la scène Etant donné que le rayonnement total reçu de la scène est dispersé de façon uniforme sur la matrice 12, chaque élément de matrice 12 est éclairé par un niveau d'intensité lumineuse sensiblement égal à l'intensité moyenne de la scène Les sections II à V transmettent la lumière venant de la scène au détecteur matriciel Le but et le fonctionnement de ces quatre sections de la roue de
transmission 4 vont être décrits plus en détails ci-
après. Selon un mode de réalisation préféré, la roue de transmission 4 est placée sur un diaphragme intermédiaire 3, plutôt que près de la lentille d'objectif 1 Ceci permet à cette roue de transmission 4 d'être plus petite que la lentille d'objectif 1 et rend plus simple mécaniquement la construction de la
roue de transmission 4.
Pendant le fonctionnement du détecteur, un processeur 20, représenté sur la figure 4, fournit les signaux de commande au détecteur 26 par une ligne 22, ce qui provoque une rotation d'un tour par image de la roue de transmission 4 Selon un mode de réalisation préféré, une image dure 30 millisecondes, cas dans lequel le rayonnement est transmis par chacune des cinq sections pendant une durée de 6 millisecondes Cette valeur de 6 millisecondes est généralement la durée souhaitée pour permettre aux éléments détecteurs de mesurer le rayonnement venant de la scène et, par conséquent, l'image peut être subdivisée de cette manière, sans affecter la précision des mesures opérées par les détecteurs Comme décrit ci-dessus, lorsque le rayonnement est transmis par la section I dé la roue de transmission 4, chaque élément de la matrice 12 est éclairé par une intensité lumineuse sensiblement égale à l'intensité moyenne de la scène Le processeur 20, représenté sur la figure 4, reçoit les valeurs mesurées il pendant cette période par chaque élément détecteur sur la ligne 24 et calcule la valeur mesurée moyenne pour la totalité de la matrice (AI) Un facteur d'étalonnage C est formé pour chaque élément détecteur par soustraction de cette valeur moyenne de la valeur mesurée de l'élément détecteur (MI) Ce facteur d'étalonnage, C = MI AI, est utilisé, pendant le reste de l'image (durant lequel le rayonnement est transmis par les sections II à V de la roue de transmission 4), pour corriger la valeur mesurée par chaque élément détecteur Les valeurs corrigées sont calculées de la façon suivante:
valeur corrigée = (valeur mesuré) + (C).
De cette manière l'invention atteint les objets d'utiliser la température moyenne de la totalité de la scène pour étalonner chaque élément détecteur en temps réel, tout en maintenant un rendement de blindage froid
de 100 %.
En utilisant les corrections décrites ci-dessus, chaque pixel va présenter une valeur mesurée corrigée à
la température moyenne de la scène, correspondant à AI.
Il est clair que d'autres valeurs de normalisation
peuvent être utilisées.
Les détecteurs matriciels de l'art antérieur donnent une mauvaise résolution parce que l'espacement entre les éléments détecteurs du détecteur matriciel est grand par rapport à la taille des éléments détecteurs eux-mêmes Selon un mode de réalisation préféré, l'invention améliore la résolution du détecteur par le fait de prévoir la roue de transmission 4 avec des sections séparées II à V. De préférence, la section II comprend un élément de transmission plan et les sections III à V comprennent des coins de transmission assurant le décalage de la lumière reçue de la scène Lorsque la roue de transmission 4 tourne la section II transmet le rayonnement reçu au plan détecteur 8 sans aucun décalage La section III, cependant, transmet le rayonnement reçu au plan détecteur 8 décalé de la valeur d'1/2 pixel vers la droite, la longueur d'un pixel étant définie comme la distance entre les centres
de deux éléments détecteurs adjacents dans la matrice.
De façon analogue, la section IV transmet le rayonnement reçu au plan détecteur 8 décalé de la valeur d'1/2 pixel vers le haut et la section V transmet le rayonnement reçu au plan détecteur 8 décalé de la valeur d'1/2 pixel vers la droite et d'1/2 pixel vers le haut Etant donné que, pendant chaque image, chaque élément détecteur assure la détection du rayonnement venant de quatre points différents de la scène, la matrice de détecteurs donne une résolution beaucoup plus élevée que le ferait un détecteur sans les coins Par exemple, si le détecteur matriciel est composé de 256 x 256 éléments détecteurs, le fait d'avoir une roue de transmission 4 avec les quatre sections II à V, permet à la matrice de donner à peu
près la résolution d'une matrice 512 x 512.
Cette méthode d'amélioration de la résolution peut être utilisée avec ou sans le procédé d'étalonnage
amélioré décrit ci-dessus.
Il est quelque fois souhaitable d'étalonner de façon plus précise la matrice de détecteurs Dans le procédé d'étalonnage décrit ci-dessus, le facteur d'étalonnage est calculé comme suit: C = MI AI Ce
procédé permet d'étalonner de façon efficace (c'est-à-
dire de normaliser) l'élément détecteur en utilisant le point de la courbe d'étalonnage d'élément détecteur correspondant à la température moyenne de la scène; c'est-à-dire le point (AI, MI), et d'utiliser cette valeur pour la variation de brillance de la scène Ce point est relevé sur la figure 5, qui montre une partie de la courbe d'étalonnage d'un élément détecteur Etant donné que la température de la partie de la scène observée par l'élément détecteur est généralement différente de la température moyenne de la scène, il est souvent souhaitable de calculer en plus la pente de la courbe d'étalonnage d'élément détecteur à la température moyenne de la scène, de manière à opérer un étalonnage plus précis Si la pente de la courbe d'étalonnage au point (AI, MI) est S (un procédé préféré de détermination de S est déterminé ci-après), alors la valeur mesurée corrigée (Mc), correspondant à une valeur mesurée non corrigée (Mu) quelconque détectée pendant l'image, peut être trouvée à l'aide de la formule simple: MC = S*Mu + K, dans laquelle K est
une constante.
En prenant en compte la dépendance de l'étalonnage vis-à-vis de la température effective de la partie de la scène observée par l'élément individuel, l'équation ci-dessus permet d'opérer l'étalonnage des éléments détecteurs plus précisément que le mode de réalisation
décrit précédemment.
La pente S de la partie de la courbe d'étalonnage représentée sur la figure 5 peut être trouvée de différentes manières La partie de la courbe représentée sur la figure 5 est courte (elle n'est pas à l'échelle) et est illustrée de façon approchée par une ligne droite Un procédé préféré de détermination de la pente S va être décrit Avec ce procédé, la roue de transmission 4 ' est pourvue de six sections (au lieu de cinq) comme représenté sur la figure 6 La section Ia contient des optiques qui sont les mêmes que celles de la section I Lorsque le rayonnement passe par la section Ia de la roue de transmission 4 ', une source lumineuse additionnelle ajoute une quantité connue de lumière au rayonnement moyen de la scène L'appareil de mise en oeuvre de ce procédé est représenté sur la figure 7 Comme représenté sur la figure 7, une source lumineuse 9 émet un rayonnement dans une direction globalement perpendiculaire au rayonnement reçu de la scène Un séparateur de faisceau 10 réfléchit une partie de ce rayonnement perpendiculaire sur le plan détecteur 8 Dans un mode de réalisation typique, le séparateur de faisceau 10 est un séparateur de faisceau 95/5, donnant donc une réflexion de 5 % du rayonnement
perpendiculaire sur le plan détecteur 8.
Le séparateur de faisceau 10 est situé à une distance du plan détecteur telle que la lumière réfléchie venant de la source lumineuse 9 est distribuée de façon uniforme sur la totalité du plan détecteur 8 Une roue hacheuse tournante 11 est placée entre la source lumineuse 9 et le séparateur de faisceau 11 et est synchronisée avec la roue de transmission 4 ' de façon que, lorsque le rayonnement venant de la scène est transmis par la section Ia de la roue de transmission 4 ', le rayonnement venant de la source lumineuse 9 est transmis par un trou ménagé dans la roue hacheuse 11 Pendant le reste de l'image, la roue hacheuse 11 bloque la totalité de la lumière émise par la source lumineuse 9, de sorte que cette lumière ne peut atteindre le séparateur de faisceau 10 Par conséquent, lorsque le rayonnement venant de la scène est transmis par la section I de la roue de transmission 4 ', les éléments détecteurs sont éclairés à l'intensité moyenne de la scène et, lorsque le rayonnement venant de la scène est transmis par la section Ia de la roue de transmission 4 ', les éléments détecteurs sont éclairés à l'intensité moyenne de la
scène, plus une quantité connue.
Comme dans le mode de réalisation précédent, la valeur mesurée moyenne du rayonnement transmis par la section 1 de la roue de transmission 4 ' (AI) est calculée à partir des valeurs mesurées par la totalité des éléments situés dans la matrice Cette valeur est considérée comme étant la valeur corrigée pour la totalité des éléments pour l'éclairage moyen La valeur mesurée corrigée moyenne pendant la période de temps de la section Ia (A Ia), est ensuite calculée par addition de la quantité connue d'éclairage additionné à l'éclairage correspondant à la valeur mesurée moyenne pour la période de temps de la section I A partir des deux points (AI, MI) et (Aja, M Ia) (o M Ia est la valeur mesurée de l'élément détecteur pour la période de temps de la section Ia), on peut calculer la pente S par la formule suivante:
S = (AI-A Ia)/(MI M Ia).
Une variante de procédé pour l'étalonnage des éléments détecteurs qui ne donne pas un étalonnage aussi précis que les procédés décrits ci-dessus, consiste à défocaliser l'image pendant la partie d'étalonnage de chaque image Etant donné que la défocalisation de l'image provoque l'éclairage de la totalité des éléments détecteurs situés à proximité immédiate, avec approximativement le même rayonnement, un facteur d'étalonnage (C) pour chaque élément détecteur peut être calculé par: C = Mi-Av o Mi est la valeur mesurée de l'élément détecteur pour la période d'étalonnage et Av est la moyenne de la valeur mesurée des éléments détecteurs à
leur proximité immédiate pour la période d'étalonnage.
Les valeurs corrigées pour le reste de l'image peuvent ensuite être calculées par: valeur corrigée = valeur mesurée + C. Ce procédé, cependant, donne un rendement à blindage froid de détecteur inférieur à 100 %, parce que, lorsqu'une image est défocalisée, l'angle maximum sous lequel est fourni le rayonnement au détecteur matriciel est augmenté et, par conséquent, une partie du rayonnement venant de l'extérieur de la scène éclaire les éléments détecteurs En plus, ce procédé forme seulement la valeur moyenne à proximité immédiate de l'élément détecteur, mais n'utilise pas la température de la totalité de la scène pour calculer le facteur d'étalonnage Pour ces deux raisons, l'étalonnage par défocalisation de l'image ne donne pas un étalonnage aussi précis que le font les
deux premiers procédés décrits ci-dessus.
L'Homme de l'Art appréciera que la présente invention n'est pas limitée à ce qui a été particulièrement représenté et décrit ci-dessus Bien que plusieurs modes de réalisation de mise en oeuvre de l'invention aient été décrits, beaucoup d'autres modes de réalisation de mise en oeuvre de l'invention seront évidents à un spécialiste moyen en lisant cette
description Par conséquent la portée de la présente
invention est définie seulement par les revendications
annexées.
Claims (13)
1 Détecteur destiné à l'observation d'une scène, caractérisé en ce qu'il comprend: une matrice ( 12) d'éléments détecteurs ( 26); et des moyens pour éclairer de façon séquentielle la matrice ( 12) d'éléments pendant des première et deuxième périodes de temps, chaque élément observant une partie séparée de la scène pendant la première période de temps et chaque élément étant éclairé par un niveau d'intensité lumineuse sensiblement égal à l'intensité moyenne de la scène pendant la deuxième
période de temps.
2 Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: des moyens pour fournir respectivement des première et seconde valeurs mesurées de l'éclairage reçu par chaque élément détecteur ( 26) pendant les première et deuxième périodes de temps; des moyens de génération d'un facteur d'étalonnage pour chacun des éléments détecteurs ( 26), sur la base de la seconde valeur mesurée de chaque détecteur ( 26); et des moyens de correction de chaque valeur mesurée d'élément détecteur ( 26) pour la première période de temps, en utilisant le facteur d'étalonnage de
l'élément détecteur ( 26).
3 Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de génération comprennent: des moyens pour calculer la moyenne des valeurs mesurées des éléments détecteurs ( 26) pour la deuxième période de temps; et des moyens pour soustraire la valeur moyenne de chaque valeur mesurée d'élément détecteur ( 26) pour la
deuxième période de temps.
4 Détecteur selon la revendication 2 ou 3, S caractérisé en ce que les moyens de correction comprennent: des moyens pour additionner la valeur mesurée de l'élément détecteur ( 26) pour la première période de temps du facteur d'étalonnage, pour chaque élément détecteur ( 26), de façon à former une valeur mesurée
corrigée pour l'élément détecteur ( 26).
Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens pour éclairer de façon séquentielle la matrice ( 12) d'éléments pendant une troisième période de temps de manière que chaque élément soit éclairé de manière égale par un niveau d'intensité lumineuse lié
mais non égal à l'intensité moyenne de la scène.
6 Détecteur selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens pour produire respectivement des première, deuxième et troisième valeurs mesurées de l'éclairage reçu par chaque élément détecteur ( 26) pendant les première, deuxième et troisième périodes de temps; des moyens pour générer une formule d'étalonnage pour chacun des éléments détecteurs ( 26) sur la base des valeurs mesurées pour les deuxième et troisième périodes de temps; et des moyens pour corriger chaque valeur mesurée d'élément détecteur ( 26) pour la première période de temps, par utilisation de la formule d'étalonnage de
l'élément détecteur ( 26).
7 Détecteur selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens pour produire respectivement des première, deuxième et troisième valeurs mesurées de l'éclairage reçu par chaque élément détecteur ( 26) pendant les première, deuxième et troisième période de temps; des moyens de génération d'une formule d'étalonnage pour chacun des éléments détecteurs ( 26), sur la base des valeurs mesurées pour les deuxième et troisième périodes de temps, la formule d'étalonnage comprenant une relation linéaire Mc = S*Mu + K, entre les valeurs mesurées, Mu, et les valeurs mesurées corrigées, Mc, pour chaque élément détecteur ( 26), dans laquelle K est une constante; et des moyens pour corriger chaque valeur mesurée d'élément détecteur ( 26) pour la première période de temps, par utilisation de la formule d'étalonnage de
l'élément détecteur ( 26).
8 Détecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de génération comprennent des moyens de calcul de la pente de la relation linéaire, comprenant: des moyens pour calculer la valeur moyenne des valeurs mesurées pour la deuxième période de temps; et des moyens pour calculer la valeur moyenne des
valeurs mesurées pour la troisième période de temps.
9 Détecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de génération comprennent des moyens pour calculer la pente de la relation linéaire comprenant: des moyens pour calculer la valeur moyenne des valeurs mesurées pour la deuxième période de temps; des moyens pour calculer la valeur moyenne des valeurs mesurées pour la troisième période de temps; et des moyens pour déterminer la pente de chaque élément détecteur ( 26),
S = (M 2 M 3)/(A 2 A 3),
o: A 2 et A 3 sont respectivement les valeurs moyennes pour les deuxième et troisième périodes de temps; et M 2 et M 3 sont respectivement les valeurs mesurées des éléments détecteurs ( 26) pour les deuxième et
troisième périodes de temps.
Détecteur selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des
moyens pour déterminer la constante K = (A 2 M 2 *S).
11 Détecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens permettant d'éclairer de façon séquentielle pendant la troisième période de temps comprennent des moyens d'éclairage avec un éclairage ayant un niveau d'intensité pendant la troisième période de temps relié, par une constante, au niveau d'intensité lumineuse pendant la première
période de temps.
12 Détecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'éclairage séquentiels pendant la troisième période de temps comprennent des moyens pour éclairer, avec un éclairage d'un niveau d'intensité, pendant la troisième période de temps, égal à une constante, ajoutée au niveau d'intensité lumineuse pendant la deuxième période de temps. 13 Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire varier séquentiellement la partie de la scène observée par chaque élément détecteur ( 26) pendant la première période de temps, par décalage de l'éclairage reçu de
la scène.
14 Détecteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que la distance entre les centres de deux éléments détecteurs ( 26) adjacents dans la matrice ( 12) est d et en ce que les moyens de variation séquentielle comprennent: des moyens pour décaler l'éclairage reçu de la scène d'une distance 1/2 d dans une première direction; des moyens pour décaler l'éclairage reçu de la scène d'une distance 1/2 _ dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction; et des moyens pour décaler l'éclairage reçu de la scène d'une distance 1/2 d dans la première direction
et de 1/2 d dans la deuxième direction.
Détecteur selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que la
matrice ( 12) est une matrice ( 12) plane d'éléments détecteurs ( 26) et en ce que les moyens d'éclairage séquentiel comprennent: a des optiques pour focaliser l'éclairage émis par la scène sur le plan détecteur ( 26); b une roue tournante ( 4), située dans la trajectoire de l'éclairage, comprenant: une première section équipée de lentilles optiques, dispersant l'éclairage émis par la scène, de façon que chacun des éléments détecteurs ( 26) soit éclairé par un niveau d'intensité lumineuse sensiblement égal à l'intensité moyenne de la scène, et une seconde section équipée d'optiques, permettant à l'éclairage émis par la scène de passer sur le plan détecteur ( 26) sans modification; et c des moyens pour faire tourner la roue tournante ( 4). 16 Détecteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que la roue tournante ( 4) comprend en outre: une troisième section équipée d'optiques assurant le décalage de l'éclairage émis par la scène, dans une première direction, une quatrième section équipée d'optiques assurant le décalage de l'éclairage émis par la scène, dans une seconde direction, perpendiculaire à la première direction, et une cinquième section équipée d'optiques assurant le décalage de l'éclairage émis par la scène, à la fois
dans les première et seconde directions.
17 Détecteur selon la revendication 15 ou la revendication 16, caractérisé en ce que la roue tournante ( 4) comprend en outre une section additionnelle comprenant des lentilles optiques identiques à celles de la première section; et en ce que le détecteur ( 26) comprend en outre une source lumineuse additionnelle, fonctionnant pour fournir une lumière additionnelle au détecteur ( 26) matriciel, seulement lorsque la lumière provenant de la scène est transmise par la section additionnelle du filtre. 18 Détecteur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les moyens
pour éclairer séquentiellement comprennent: a des optiques pour focaliser l'éclairage émis par la scène sur les détecteurs ( 26); b une pluralité de sections optiques agencées de manière que la lumière émise par la scène passe par seulement une section à la fois, les sections comprenant: une première section ayant des optiques transmettant l'éclairage émis par la scène, de manière que chacun des éléments détecteurs ( 26) soit éclairé par un niveau d'intensité lumineuse sensiblement égal à l'intensité moyenne de la scène, et une seconde section équipée d'optiques permettant à l'éclairage émis par la scène de passer au plan détecteur ( 26) sans modification; et c des moyens pour fournir de façon séquentielle la lumière venant de la scène à la matrice ( 12) plane, via
chacune de la pluralité de sections optiques.
19 Procédé d'observation d'une scène avec un détecteur ( 26) comprenant une matrice ( 12) d'éléments détecteurs ( 26), comprenant l'étape d'éclairage séquentiel de la matrice ( 12) d'éléments, pendant des première et deuxième périodes de temps, chaque élément observant une partie séparée de la scène pendant la première période de temps et chaque élément étant éclairé par un niveau d'intensité lumineuse sensiblement égal à l'intensité moyenne de la scène
pendant la deuxième période de temps.
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| EP1959674A1 (fr) * | 2007-02-08 | 2008-08-20 | Texmag GmbH Vertriebsgesellschaft | Caméra et son procédé de fonctionnement |
| US8416125B1 (en) * | 2009-11-03 | 2013-04-09 | Hrl Laboratories, Llc | Radiative noise adding compensation for MMW sensor arrays |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0410745A1 (fr) * | 1989-07-28 | 1991-01-30 | Texas Instruments Incorporated | Interrupteur périodique à réflecteur pour les systèmes d'imagerie infrarouge |
| EP0468474A2 (fr) * | 1990-07-24 | 1992-01-29 | Fujitsu Limited | Méthode de compensation pour la dispersion de charactéristiques d'éléments détecteurs infrarouges |
| EP0474479A2 (fr) * | 1990-09-05 | 1992-03-11 | GEC-Marconi Limited | Capteur d'images |
| GB2248153A (en) * | 1990-07-27 | 1992-03-25 | Marconi Gec Ltd | Thermal imaging apparatus |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6153868A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-17 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 画像走査信号処理におけるキャリブレーション装置 |
| US4963963A (en) * | 1985-02-26 | 1990-10-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Infrared scanner using dynamic range conserving video processing |
| US4821337A (en) * | 1985-10-30 | 1989-04-11 | Alm Ake W | Radiation scanner uniformity system |
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| JPH01188176A (ja) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | 赤外ビデオカメラ用シェーディング補正装置 |
| US4965447A (en) * | 1988-07-28 | 1990-10-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Chopper for staring infrared systems |
| US4972085A (en) * | 1989-09-14 | 1990-11-20 | General Electric Company | Cold shielding of infrared detectors |
| US5075553A (en) * | 1989-10-23 | 1991-12-24 | General Electric Company | IR sensor for a scanned staggered element linear array having improved cold shielding |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0410745A1 (fr) * | 1989-07-28 | 1991-01-30 | Texas Instruments Incorporated | Interrupteur périodique à réflecteur pour les systèmes d'imagerie infrarouge |
| EP0468474A2 (fr) * | 1990-07-24 | 1992-01-29 | Fujitsu Limited | Méthode de compensation pour la dispersion de charactéristiques d'éléments détecteurs infrarouges |
| GB2248153A (en) * | 1990-07-27 | 1992-03-25 | Marconi Gec Ltd | Thermal imaging apparatus |
| EP0474479A2 (fr) * | 1990-09-05 | 1992-03-11 | GEC-Marconi Limited | Capteur d'images |
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