FR2866504A1

FR2866504A1 - METHOD FOR THE DYNAMIC CORRECTION OF THE CHARACTERISTIC CURVES OF A MATRIX IMAGE DETECTOR

Info

Publication number: FR2866504A1
Application number: FR9409424A
Authority: FR
Inventors: Bernd Uwira
Original assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Current assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Priority date: 1993-08-28
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 2005-08-19
Anticipated expiration: 2014-07-29
Also published as: GB2409364A; GB9414510D0; FR2866504B1; GB2409364B; DE4329042A8; DE4329042A1; DE4329042B4

Abstract

Ce procédé pour la correction dynamique des courbes caractéristiques d'un détecteur d'images matriciel constitué par un système d'éléments détecteurs individuels, consiste à faire exécuter au détecteur d'images un mouvement de balayage (48, 50, 52) sur le champ de vision observé et à effectuer la correction dynamique des coubes caractéristiques des éléments détecteurs dans le système de traitement des images à partir d'une comparaison des signaux issus d'éléments détecteurs voisins au cours de ce mouvement de balayage.A cette fin, les valeurs moyennes des signaux et les fluctuations des signaux sont déterminées pour chaque élément détecteur. L'intensité des signaux et la coïncidence dans le temps des contenus des signaux d'éléments détecteurs voisins sont analysées pour faire la distinction entre les parties des signaux qui sont déterminées par le contenu d'image du champ de vision balayé et les parties de signaux qui sont déterminées par des différences des éléments détecteurs.This method for the dynamic correction of the characteristic curves of a matrix image detector constituted by a system of individual detector elements, consists in making the image detector perform a scanning movement (48, 50, 52) on the field of vision observed and to perform the dynamic correction of the characteristic curves of the detector elements in the image processing system from a comparison of the signals from neighboring detector elements during this scanning movement. Signal averages and signal fluctuations are determined for each detector element. The signal strengths and the coincidence in time of the signal contents of neighboring detector elements are analyzed to distinguish between the parts of the signals which are determined by the image content of the scanned field of view and the parts of signals. which are determined by differences of the detector elements.

Description

L'invention concerne un procédé pour la correction dynamique des courbesThe invention relates to a method for the dynamic correction of curves

caractéristiques d'un détecteur d'images matriciel. characteristics of a matrix image detector.

En particulier, l'invention concerne la correction des courbes caractéristiques dans le cas de détecteurs d'images matriciels qui fonctionnent dans la gamme spectrale de l'infrarouge. De tels détecteurs d'images sont utilisés par exemple dans des tètes chercheuses ou autodirecteurs passifs à. infrarouge avec traitement des images, au moyen desquels des missiles guidés ou des projectiles guidés en phase finale sont dirigés vers une cible. In particular, the invention relates to the correction of characteristic curves in the case of matrix image detectors that operate in the spectral range of the infrared. Such image detectors are used, for example, in passive research heads or passive homing devices. image-processing infrared system, by which guided missiles or guided projectiles in the final phase are directed towards a target.

Les détecteurs d'images matriciels sont ordinairement constitués par un système bidimensionnel d'éléments 15 détecteurs. Une image d'une scène observée est formée sur ce système. Chacun des éléments détecteurs délivre un signal dans la mesure de la luminosité de l'élément d'image détecté par l'élément détecteur. Ces signaux sont convertis en numérique et soumis à un traitement 20 d'image. Le signal de sortie dépend ainsi de la luminosité de l'élément d'image selon une courbe caracteristique du détecteur. Cette courbe caractéristique est différente d'un élément détecteur à. Matrix image detectors are usually constituted by a two-dimensional system of detector elements. An image of an observed scene is formed on this system. Each of the detector elements delivers a signal in the measurement of the brightness of the image element detected by the detector element. These signals are converted to digital and subjected to image processing. The output signal thus depends on the brightness of the picture element according to a characteristic curve of the detector. This characteristic curve is different from a detector element to.

l'autre. Il peut être en outre superposé, à la luminosité de l'élément d'image produite par le rayonnement issu de la scène, un rayonnement qui frappe l'élément détecteur en provenance d'éléments fixés au 10 missile, par exemple d'une coiffe qui s'échauffe au cours du vol. En conséquence, une seule et même luminosité de l'image de la scène peut conduire, au niveau d'éléments détecteurs différents, à des amplitudes différentes des signaux. De ce fait, les courbes caractéristiques des détecteurs ont des décalages différents et des pentes (gains) différentes. Ces différences dans les courbes caractéristiques des détecteurs conduisent à ce qu'au niveau du détecteur d'images matriciel, il est superposé, aux informations d'image proprement dites, un modèle fixe dû au détecteur. On désigne cette partie des signaux par "bruit stable. the other. It can also be superimposed on the brightness of the image element produced by the radiation from the scene, a radiation that strikes the detector element from elements attached to the missile, for example a cap which warms up during the flight. Consequently, a single brightness of the image of the scene can lead, at different detector elements, to different amplitudes of the signals. As a result, the characteristic curves of the detectors have different offsets and different slopes (gains). These differences in the characteristic curves of the detectors lead to the fact that at the level of the matrix image detector, a fixed model due to the detector is superimposed on the actual image information. This part of the signals is referred to as "stable noise.

Il est connu de corriger de telles différences dans les courbes caractéristiques des éléments détecteurs individuels au moyen d'une "correction à deux échelons". Dans ce cas, le système entier de prise de vues, y compris le détecteur d'images matriciel, est étalonné à l'aide de deux surfaces de référence homogènes. En admettant que les courbes caractéristiques des détecteurs puissent être considérées comme linéaires avec une exactitude suffisante, cette correction à deux échelons fournit, pour chaque élément détecteur, une valeur de correction pour le décalage et la pente de la courbe caractéristique. It is known to correct such differences in the characteristic curves of the individual sensor elements by means of a "two-step correction". In this case, the entire imaging system, including the matrix image detector, is calibrated using two homogeneous reference surfaces. Assuming that the characteristic curves of the detectors can be considered as linear with sufficient accuracy, this two-step correction provides, for each detector element, a correction value for the offset and the slope of the characteristic curve.

Un tel étalonnage ne convient pas pour l'utilisation pratique de tètes chercheuses passives à infrarouge. En particulier, un tel étalonnage ne peut pas prendre en considération la dérive des paramètres qui se produit dans le cas de l'utilisation réelle, ni les modifications qui résultent d'une variation de l'angle bigle du détecteur d'images matriciel par rapport à la structure du missile. Such a calibration is not suitable for the practical use of passive infrared research heads. In particular, such a calibration can not take into account the drift of the parameters that occurs in the case of actual use, nor the changes that result from a variation of the bigle angle of the array image detector relative to to the missile structure.

Il est connu par ailleurs de déterminer les courbes caractéristiques des éléments détecteurs, sur toute la plage de travail, au cours de la fabrication du système par un processus d'étalonnage compliqué et coûteux. Les courbes caractéristiques des détecteurs sont stockées dans une mémoire numérique. Ce procédé est très coûteux. Les dérives à long terme et les influences provenant des informations en infrarouge elles-mêmes ne peuvent pas être compensées de cette manière. It is also known to determine the characteristic curves of the detector elements, over the entire working range, during the manufacture of the system by a complicated and expensive calibration process. The characteristic curves of the detectors are stored in a digital memory. This process is very expensive. Long-term drifts and influences from infra-red information themselves can not be compensated in this way.

L'invention a pour but de corriger de manière simple les différences dans les courbes caractéristiques des éléments détecteurs d'un détecteur d'images matriciel. The object of the invention is to simply correct the differences in the characteristic curves of the detector elements of a matrix image detector.

D'après l'invention, ce but est atteint par le fait <a) que le détecteur d'images exécute un mouvement de balayage sur le champ de vision observé et <b) que la correction dynamique des courbes caractéristiques du détecteur est effectuée, dans le système de traitement des images, à partir d'une comparaison des signaux issus d'éléments détecteurs voisins au cours de ce mouvement de balayage. According to the invention, this object is achieved by the fact that (a) the image detector performs a scanning movement on the observed field of view and <b) the dynamic correction of the characteristic curves of the detector is carried out, in the image processing system, from a comparison of signals from neighboring detector elements during this scanning movement.

L'idée de base de l'invention est la suivante: lorsqu'une scène est balayée sur une grande distance au moyen du détecteur d'images matriciel, les éléments détecteurs voisins du détecteur d'images matriciel observent, au cours de ce mouvement de balayage, des contenus d'image qui coïncident pratiquement. Lorsqu'un élément détecteur détecte successivement, au cours du mouvement de balayage, des nuages, un ciel dégagé et une forêt, l'élément détecteur voisin détectera lui aussi successivement des nuages, un ciel dégagé et une forêt, avec a peu près les mêmes valeurs de luminosité. Les allures des signaux délivrés par les éléments détecteurs voisins sont semblables, bien qu'elles puissent différer légèrement l'une de l'autre dans la chronologie et dans la forme du signal. Mais les allures des signaux présentent des différences dans la fluctuation du signal et dans la valeur moyenne des signaux. De telles différences sont essentiellement dues à des différences dans les courbes caractéristiques des éléments détecteurs voisins qui sont comparés l'un à l'autre. Lorsque les courbes caractéristiques des détecteurs sont identiques, les valeurs moyennes et les fluctuations du signal d'éléments détecteurs voisins doivent être pratiquement identiques. A l'inverse, on peut donc conclure, d'après de telles différences des allures des signaux, qu'il existe des différences dans les courbes caractéristiques des détecteurs. Cela rend possible une égalisation des courbes caractéristiques des détecteurs et, par suite, une réduction au minimum du "bruit stable". Cette égalisation peut être effectuée au cours du fonctionnement du détecteur d'images matriciel devant n'importe quel arrière-plan et elle ne nécessite pas de surfaces de référence supplémentaires. Un avantage décisif consiste en ce que cette égalisation des courbes caractéristiques des détecteurs est effectuée en tout point de travail effectif du détecteur d'images matriciel. The basic idea of the invention is as follows: when a scene is scanned over a large distance by means of the matrix image detector, the neighboring detector elements of the matrix image detector observe, during this movement of scanning, image contents that virtually coincide. When a detector element detects successively, during the sweeping motion, clouds, clear sky and forest, the neighboring detector element will also detect clouds, clear sky and forest, with approximately the same brightness values. The patterns of the signals delivered by the neighboring detector elements are similar, although they may differ slightly from each other in the timing and form of the signal. But the gaits of the signals show differences in the fluctuation of the signal and in the mean value of the signals. Such differences are mainly due to differences in the characteristic curves of the neighboring detector elements that are compared to each other. When the characteristic curves of the detectors are identical, the average values and the fluctuations of the signal of neighboring detector elements must be practically identical. On the contrary, it can be concluded from such differences in signal patterns that there are differences in the characteristic curves of the detectors. This makes it possible to equalize the characteristic curves of the detectors and, consequently, to reduce the "stable noise" to a minimum. This equalization can be performed during operation of the array image detector in front of any background and does not require additional reference surfaces. A decisive advantage is that this equalization of the characteristic curves of the detectors is carried out at any effective working point of the matrix image detector.

Des formes de réalisation de l'invention seront indiquées plus loin à propos d'un exemple de réalisation de l'invention qui est décrit ci-après de façon plus détaillée, en référence aux dessins annexés. Embodiments of the invention will be set forth below with respect to an exemplary embodiment of the invention which is hereinafter described in more detail with reference to the accompanying drawings.

La fig. 1 est une représentation schématique et illustre le mouvement de balayage sur la scène observée par le détecteur d'images matriciel, avec trois éléments détecteurs immédiatement voisins. Fig. 1 is a schematic representation and illustrates the scanning movement on the scene observed by the matrix image detector, with three immediately adjacent detector elements.

La fig. 2 montre schématiquement les allures des signaux qui sont obtenus, au cours d'un tel mouvement de balayage, au niveau des trois éléments détecteurs voisins. Fig. 2 schematically shows the shape of the signals that are obtained, during such a scanning movement, at the three neighboring detector elements.

La fig. 3 est un organigramme de traitement et illustre le déroulement du procédé d'étalonnage pour des détecteurs d'images matriciels. Fig. 3 is a process flowchart and illustrates the flow of the calibration process for matrix image detectors.

La fig. 4 représente le dispositif pour l'exécution de la correction dynamique. Fig. 4 represents the device for executing the dynamic correction.

2866504 5 Sur la fig. 4, un système optique est désigné par 10. Le système optique forme, sur un détecteur d'images matriciel 12, l'image d'une scène située à l'infini. Le détecteur d'images matriciel 12 comporte un système bidimensionnel d'éléments détecteurs en lignes et en colonnes. Chacun des éléments détecteurs délivre un signai dans la mesure de la luminosité de l'élément d'image détecté par l'élément détecteur, en fonction d'une courbe caractéristique de cet élément détecteur. 2866504 5 In FIG. 4, an optical system is designated 10. The optical system forms, on a matrix image detector 12, the image of a scene located at infinity. The array image detector 12 comprises a two-dimensional system of detector elements in rows and columns. Each of the detector elements delivers a signal in the measurement of the brightness of the image element detected by the detector element, according to a characteristic curve of this detector element.

De tels détecteurs d'images matriciels sont connus en soi et, pour cette raison, ne seront pas décrits ici en détail. Le détecteur d'images matriciel fait partie d'un dispositif CCD <dispositif à couplage de charges) et il est lu en série, élément détecteur par élément détecteur. Les informations analogiques d'image ainsi obtenues sont converties en données numériques par un convertisseur analogique/numérique 14 et elles sont transmises à une unité de traitement numérique d'images, représentée par un bloc 16. Such matrix image detectors are known per se and, for this reason, will not be described here in detail. The matrix image detector is part of a CCD device (charge coupled device) and is read in series, detector element by detector element. The analog image information thus obtained is converted into digital data by an analog / digital converter 14 and is transmitted to a digital image processing unit, represented by a block 16.

Le signal qui est délivré par un élément détecteur dépend de la luminosité de l'élément d'image détecté par l'élément détecteur, selon la courbe caractéristique de l'élément détecteur. Au niveau d'un point de travail, la courbe caractéristique du détecteur peut être considérée comme approximativement linéaire. La courbe caractéristique du détecteur présente un décalage et une pente. Décalage signifie ici qu'un signal fini de l'élément détecteur est associé à un contraste de luminosité nul dans la scène dont l'image est formée. The signal that is delivered by a detector element depends on the brightness of the image element detected by the detector element, according to the characteristic curve of the detector element. At a working point, the characteristic curve of the detector can be considered as approximately linear. The characteristic curve of the detector has an offset and a slope. Shift here means that a finite signal of the detector element is associated with a zero brightness contrast in the scene of which the image is formed.

Des parties de ce signal fini peuvent être dues aux caractéristiques de l'élément détecteur. Mais le signal fini peut aussi être produit par le fait que l'élément détecteur est frappé en permanence par un rayonnement constant provenant de la structure du missile. Dans ce dernier cas, le décalage dépend aussi de l'angle bigle du détecteur d'images matriciel par rapport à la 2866504 6 structure. La pente de la courbe caractéristique du détecteur est la modification du signal en cas de changement de la luminosité, c'est-à-dire la sensibilité de l'élément détecteur. Les courbes caractéristiques des éléments détecteurs sont différentes d'un élément détecteur à l'autre. Même en cas d'illumination uniforme du détecteur d'images matriciel, il existerait donc, dans les informations d'image représentées par les signaux des éléments détecteurs, un bruit sous forme d'un modèle fixe <bruit stable). Parts of this finite signal may be due to the characteristics of the detector element. But the finite signal can also be produced by the fact that the detector element is permanently hit by constant radiation from the missile structure. In the latter case, the offset also depends on the bit angle of the array image detector with respect to the structure. The slope of the characteristic curve of the detector is the modification of the signal in case of change of brightness, that is to say the sensitivity of the detector element. The characteristic curves of the detector elements are different from one detector element to another. Even in case of uniform illumination of the matrix image detector, there would therefore be, in the image information represented by the signals of the detector elements, a noise in the form of a fixed model (stable noise).

Dans le système décrit en référence à la fig. 4, les différentes courbes caractéristiques des éléments détecteurs sont égalisées entre elles. A cette fin, un dispositif de pivotement 18 provoque un mouvement oscillant, sur une grande distance, du champ de vision embrassé par le détecteur d'images matriciel. Cela est indiqué par la liaison 20 sur la fig. 4. Le dispositif de pivotement 18 est commandé par un calculateur de correction 22. Cela est indiqué sur la fig. 4 par une liaison 24. In the system described with reference to FIG. 4, the different characteristic curves of the detector elements are equalized with each other. For this purpose, a pivoting device 18 causes an oscillatory movement, over a large distance, of the field of view embraced by the matrix image detector. This is indicated by the connection 20 in FIG. 4. The pivoting device 18 is controlled by a correction computer 22. This is indicated in FIG. 4 by a link 24.

Le calculateur de correction 22 effectue une pré-correction analogique de signaux analogiques délivrés successivement par les éléments détecteurs du détecteur d'images matriciel 12. Les signaux qui apparaissent sur une sortie 26 du détecteur d'images matriciel 12 sont appliqués à l'une des entrées d'un amplificateur différentiel 28. A l'autre entrée de l'amplificateur différentiel 28 est appliqué un signal d'un convertisseur numérique/analogique 30. Par le convertisseur numérique 30 et l'amplificateur différentiel 28, une partie constante du signal peut être superposée au signal de l'élément détecteur. De la sorte, le décalage de la courbe caractéristique de l'élément détecteur peut être corrigé. Le signal de sortie de l'amplificateur différentiel 28 est appliqué à un amplificateur 32 à gain variable. Le gain de l'amplificateur 32 peut être modifié par un signal de commande analogique qui est délivré par un convertisseur numérique/analogique 34. Cela est indiqué sur la fig. 4 par la liaison 36. De la sorte, la pente de la courbe caractéristique de l'élément détecteur peut être corrigée. Les convertisseurs numérique/analogique 30 et 34 reçoivent des signaux d'entrée en provenance du calculateur de correction 22. De la sorte, les courbes caractéristiques des différents éléments détecteurs du détecteur d'images matriciel 12 sont égalisées entre elles dans une large mesure. The correction computer 22 performs an analog pre-correction of analog signals successively delivered by the detector elements of the array image detector 12. The signals which appear on an output 26 of the array image detector 12 are applied to one of the inputs of a differential amplifier 28. At the other input of the differential amplifier 28 is applied a signal of a digital-to-analog converter 30. By the digital converter 30 and the differential amplifier 28, a constant part of the signal can superimposed on the signal of the detector element. In this way, the shift of the characteristic curve of the detector element can be corrected. The output signal of the differential amplifier 28 is applied to a variable gain amplifier 32. The gain of the amplifier 32 may be modified by an analog control signal which is output from a digital-to-analog converter 34. This is indicated in FIG. 4 by the link 36. In this way, the slope of the characteristic curve of the detector element can be corrected. The digital-to-analog converters 30 and 34 receive input signals from the correction computer 22. In this way, the characteristic curves of the different detector elements of the matrix image detector 12 are substantially equalized to one another.

Les signaux de sortie de l'amplificateur 32 sont appliqués au convertisseur analogique/numérique 14. Les données numériques de sortie du convertisseur analogique/numérique 14 sont transmises à un second calculateur de correction 38. Le calculateur de correction 38 délivre, sur une sortie 40, des données d'entrée pour le dispositif de traitement d'images 16. The output signals of the amplifier 32 are applied to the analog / digital converter 14. The digital output data of the analog / digital converter 14 are transmitted to a second correction computer 38. The correction computer 38 delivers, on an output 40 , input data for the image processing device 16.

Le calculateur de correction 22 est commandé par une sortie 42 du dispositif de traitement d'images 16. The correction calculator 22 is controlled by an output 42 of the image processing device 16.

Les calculateurs de correction 22 et 38 sont en relation d'échange de données par des liaisons 44 et 46. The correction calculators 22 and 38 are in data exchange relation by links 44 and 46.

Le mouvement oscillant du détecteur d'images matriciel 12 sur une grande distance est représenté sur la fig. 1 pour trois éléments détecteurs. Les trois éléments détecteurs sont disposés sur une ligne du détecteur d'images matriciel dans les colonnes i-1, i et il-1. Lors du mouvement oscillant, les éléments détecteurs se déplacent le long de trois trajets 48, 50 et 52 étroitement parallèles les uns aux autres. Ces trajets 48, 50, 52 balaient par exemple, dans la scène observée, d'abord des nuages 54, puis une zone à ciel dégagé 56 et enfin une forêt 58. Dans ces conditions, il apparaît des allures de signaux Si-1(t), St<t) et S,.,(t), telles que représentées sur la fig. 2. The oscillatory motion of the matrix image detector 12 over a large distance is shown in FIG. 1 for three detector elements. The three detector elements are arranged on a line of the matrix image detector in columns i-1, i and il-1. During the oscillating movement, the detector elements move along three paths 48, 50 and 52 closely parallel to each other. These paths 48, 50, 52 scan, for example, in the scene observed, first of the clouds 54, then a clear sky zone 56 and finally a forest 58. Under these conditions, it appears that the signals Si-1 ( t), St <t) and S,., (t), as shown in FIG. 2.

Il est visible que les trois éléments détecteurs détectent des contenus d'image semblables. Les allures des signaux issus des différents éléments détecteurs doivent donc être identiques, bien que de légères différences se produisent naturellement. Dans l'élément d'image détecté par l'élément détecteur i à un instant déterminé, la forât peut être un peu plus foncée que dans l'élément d'image voisin, détecté à cet instant par l'élément détecteur i-1. Mais il est détecté une "foret" dans un cas comme dans l'autre, ce qui fait que l'écart des valeurs de luminosité doit être petit. Mais en particulier le caractère général des allures des signaux sur tout le trajet balayé doit être le même. Les valeurs moyennes et les fluctuations des allures des signaux doivent essentiellement coïncider. En ce qui concerne les allures des signaux St-,(t) et Si(t) représentées schématiquement, le caractère général de ces allures est le même. Mais il est visible que les allures des signaux ne coïncident pas exactement. La valeur moyenne des allures des signaux est différente et les fluctuations des signaux sont plus petites dans le cas de l'allure du signal inférieur Si<t) que dans celui de l'allure du signal supérieur St-1(t). Cela est attribuable à un décalage des courbes caractéristiques des deux éléments détecteurs l'une par rapport à l'autre et à une pente différente des courbes caractéristiques, c'est-à-dire à une différence de sensibilité des éléments détecteurs. Les valeurs moyennes et une mesure de la fluctuation des signaux peuvent être alors utilisées pour égaliser entre elles les courbes caractéristiques différentes des éléments détecteurs, par des signaux appropriés à l'entrée de l'amplificateur différenciateur 28 et sur la liaison 36 qui détermine le gain de l'amplificateur 32. It is visible that the three detector elements detect similar image contents. The patterns of the signals from the different detector elements must therefore be identical, although slight differences naturally occur. In the picture element detected by the detector element i at a given moment, the fora may be a little darker than in the neighboring picture element, detected at this moment by the detector element i-1. But it is detected a "drill" in one case as in the other, so that the difference in brightness values must be small. But in particular the general character of the signals on the whole swept path must be the same. The average values and the fluctuations of the gaits of the signals must essentially coincide. With regard to the gaits of the signals St -, (t) and Si (t) represented schematically, the general character of these gaits is the same. But it is obvious that the gaits of the signals do not coincide exactly. The average value of the signals is different and the fluctuations of the signals are smaller in the case of the signal of the lower signal Si <t) than in that of the shape of the higher signal St-1 (t). This is due to a shift of the characteristic curves of the two detector elements relative to each other and to a different slope of the characteristic curves, that is to say to a difference in sensitivity of the detector elements. The average values and a measurement of the fluctuation of the signals can then be used to equalize with each other the different characteristic curves of the detector elements, by appropriate signals at the input of the differentiating amplifier 28 and on the link 36 which determines the gain. of the amplifier 32.

L'allure du signal S,.., (t) de l'élément détecteur i+1 diffère nettement de celle des signaux St-l(t) et St(t). Elle ne présente pas le caractère général de ces allures 2866504 9 de signaux, comme on aurait pu s'y attendre d'après le tracé du trajet 52. On supposera que les autres éléments détecteurs voisins, par exemple un élément détecteur i+2, délivrent des signaux dont l'allure est identique a celle des signaux des éléments i-1 et i. Dans ce cas, on peut conclure à un défaut de l'élément détecteur. Le signal S,-w, (t) de l'élément détecteur défectueux peut être remplacé par un signal qui est formé par exemple par interpolation à partir des signaux des éléments détecteurs voisins. The shape of the signal S, .., (t) of the detector element i + 1 differs significantly from that of the signals St-1 (t) and St (t). It does not exhibit the general character of these signal trends, as might be expected from the plot of path 52. It will be assumed that the other neighboring detector elements, for example a detector element i + 2, deliver signals whose appearance is identical to that of the signals of the elements i-1 and i. In this case, it can be concluded that there is a defect in the detector element. The signal S, -w, (t) of the defective sensor element can be replaced by a signal which is formed for example by interpolation from the signals of the neighboring detector elements.

Un autre critère d'incident au niveau d'un élément détecteur est l'apparition de parties de signal périodiques. Le mouvement de balayage sur une grande distance peut être choisi de sorte que des parties de signal périodiques soient évitées dans les informations d'image. De telles parties de signal périodiques sont alors attribuables à des dérangements du détecteur au niveau de l'électronique et elles peuvent être ainsi identifiées. Another incident criterion at a detector element is the occurrence of periodic signal portions. The scanning motion over a long distance can be chosen so that periodic signal portions are avoided in the image information. Such periodic signal portions are then attributable to detector malfunctions at the electronics and can thus be identified.

Four l'égalisation des courbes caractéristiques, il faut qu'une référence soit préalablement définie. Il faut déterminer une courbe caractéristique d'un élément détecteur sur laquelle les courbes caractéristiques des autres éléments détecteurs sont égalisées. For the equalization of characteristic curves, a reference must be defined beforehand. It is necessary to determine a characteristic curve of a detector element on which the characteristic curves of the other detector elements are equalized.

A cette fin, il est d'abord sélectionné deux éléments détecteurs voisins qui présentent une fluctuation marquée des signaux et une bonne coïncidence des allures des signaux. En outre, les éléments détecteurs sélectionnés ne doivent pas délivrer de parties de signal périodiques, dans toute la mesure du possible. Au sujet de ces éléments détecteurs, il ne doit pas y avoir non plus d'autres messages d'erreur en provenance du système détecteur. Ces éléments détecteurs sélectionnés servent d'éléments détecteurs de référence. La valeur moyenne du signal et la fluctuation du signal sont déterminées en ce qui concerne les éléments détecteurs de référence. A partir de ces valeurs, il est établi, pour les éléments détecteurs de référence, une courbe caractéristique linéaire qui passe par le point de travail effectif et qui est adaptée de façon optimale à la plage de transfert du système de traitement des signaux disposé à la suite. Etant donné que la courbe caractéristique ainsi déterminée est située directement dns la zone du point de travail effectif, une approximation linéaire est suffisamment précise. For this purpose, two neighboring detector elements are first selected which exhibit a marked fluctuation of the signals and a good coincidence of the signal patterns. In addition, the selected detector elements should not issue periodic signal portions as far as possible. With regard to these detector elements, there must also be no other error messages from the detector system. These selected detector elements serve as reference detector elements. The average value of the signal and the fluctuation of the signal are determined with respect to the reference detector elements. From these values, for the reference detector elements, a linear characteristic curve is established which passes through the actual working point and which is optimally adapted to the transfer range of the signal processing system arranged at the same time. after. Since the characteristic curve thus determined is located directly in the area of the actual working point, a linear approximation is sufficiently accurate.

A la suite de quoi, la valeur moyenne du signal et la fluctuation du signal sont déterminées pour un autre élément détecteur à égaliser, qui est voisin d'un élément détecteur de référence. Cette valeur moyenne du signal et cette fluctuation du signal sont comparées avec les valeurs correspondantes de l'élément détecteur de référence. Cela permet d'adapter la courbe caractéristique de l'élément détecteur à égaliser à la courbe caractéristique de l'élément détecteur de référence, de la manière indiquée sur la fig. 4, au moyen de l'amplificateur différentiel 28 et de l'amplificateur à gain réglable 32. L'élément détecteur ainsi égalisé constitue alors à son tour un nouvel "élément détecteur de référence" pour un autre élément détecteur voisin de l'élément détecteur égalisé. As a result, the average value of the signal and the fluctuation of the signal are determined for another detector element to equalize, which is close to a reference detector element. This average value of the signal and this fluctuation of the signal are compared with the corresponding values of the reference detector element. This makes it possible to adapt the characteristic curve of the detector element to be equalized to the characteristic curve of the reference detector element, as indicated in FIG. 4, by means of the differential amplifier 28 and the adjustable gain amplifier 32. The thus equalized detector element then constitutes in turn a new "reference detector element" for another detector element adjacent to the detector element equalized.

De cette manière, par un procédé de récurrence partant des éléments détecteurs de référence, les courbes caractéristiques des autres éléments détecteurs sont égalisées successivement sur les courbes caractéristiques des éléments détecteurs de référence. In this way, by a method of recurrence starting from the reference detector elements, the characteristic curves of the other detector elements are successively equalized on the characteristic curves of the reference detector elements.

Ainsi, la plage de correction croît approximativement en cercle autour des éléments détecteurs de référence, jusqu'à ce que le détecteur d'images matriciel soit corrigé en totalité. Thus, the correction range increases approximately in a circle around the reference detector elements, until the matrix image detector is corrected in its entirety.

Dans ces conditions, comme on l'a indiqué précédemment, des défauts au niveau d'éléments détecteurs individuels peuvent aussi être constatés et "guéris" par interpolation. Under these conditions, as indicated above, defects in individual detector elements can also be noted and "cured" by interpolation.

La procédure d'égalisation décrite est répétée, soit pendant le parcours d'un seul trajet de balayage, soit avec le parcours à plusieurs reprises du trajet de balayage. Après l'égalisation des courbes caractéristiques de tous les éléments détecteurs, les allures des signaux d'éléments détecteurs voisins coïncideront dans une large mesure en ce qui concerne leurs valeurs moyennes et leurs fluctuations. Ii existe en tout cas une convergence. D'après les différences des allures des signaux qui subsistent après plusieurs passages, des conclusions peuvent être tirées sur la précision atteinte de l'égalisation. Lorsqu'une précision suffisante est atteinte, l'opération d'égalisation est achevée. The equalization procedure described is repeated, either during the course of a single scanning path, or with the repeatedly scanning path of the scan path. After equalizing the characteristic curves of all the detector elements, the patterns of the neighboring detector element signals will coincide to a large extent with respect to their average values and their fluctuations. In any case, there is convergence. From the differences in the patterns of the signals which remain after several passages, conclusions can be drawn as to the accuracy achieved by the equalization. When sufficient accuracy is achieved, the equalization operation is completed.

Mais l'opération d'égalisation peut aussi être poursuivie de façon continue. L'opération d'égalisation peut également être reprise à tout moment d'après un critère de qualité issu du système de traitement des images. But the equalization operation can also be continued continuously. The equalization operation can also be resumed at any time according to a quality criterion from the image processing system.

Il existe des applications dans lesquelles on ne dispose pas d'informations d'image structurées. L'arrière-plan de l'image représente alors une surface de référence homogène. Ce cas se présente par exemple lorsqu'une cible ponctuelle, sous la forme d'un avion, doit être détectée devant un arrière-plan homogène (ciel clair). Cette situation ne conduit nullement à un échec du procédé d'égalisation décrit. Au moyen des critères d'évaluation, en particulier en ce qui concerne la coïncidence dans le temps des signaux issus d'éléments détecteurs voisins, il est constaté qu'il s'agit d'un cas avec limitation du bruit. Par le procédé d'égalisation, les valeurs du décalage des courbes caractéristiques sont bien égalisées entre elles. Les valeurs de bruit sont mises à un même niveau sur tout le champ d'image du détecteur d'images matriciel 12. C'est le procédé d'égalisation correct pour la détection de cibles ponctuelles devant un arrière-plan homogène, car on prédéfinit alors des valeurs de seuil qui sont dérivées des niveaux de bruit. Dès que des informations d'image structurées apparaissent dans le champ d'image du détecteur d'images matriciel, les pentes des courbes caractéristiques au point de travail effectif peuvent être déterminées de la manière décrite. Etant donné que la correction est effectuée aux points de travail effectifs, la précision nécessaire pour la détermination des pentes des courbes caractéristiques est faible. There are applications in which structured image information is not available. The background of the image then represents a homogeneous reference surface. This case occurs for example when a point target, in the form of an airplane, must be detected in front of a homogeneous background (clear sky). This situation does not lead to a failure of the equalization process described. By means of the evaluation criteria, in particular as regards the coincidence in time of the signals coming from neighboring detector elements, it is noted that this is a case with noise limitation. By the equalization method, the offset values of the characteristic curves are well equalized with each other. The noise values are set at the same level over the entire image field of the matrix image detector 12. This is the correct equalization method for the detection of point targets in front of a homogeneous background, since it is predefined then threshold values that are derived from the noise levels. As soon as structured image information appears in the image field of the array image detector, the slopes of the characteristic curves at the actual working point can be determined as described. Since the correction is carried out at the actual working points, the accuracy necessary for the determination of the slopes of the characteristic curves is low.

La fig. 3 est un organigramme du procédé d'égalisation. Fig. 3 is a flowchart of the equalization process.

Il est effectué une initialisation par le système de traitement des images 16 (fig. 4). Cela est représenté sur la fig. 3 par le rectangle 60. Il est ainsi déclenché un mouvement de balayage, tel qu'indiqué par les courbes 48, 50 et 52 sur la fig. 1. Cela est représenté sur la fig. 3 par le rectangle 62. Le mouvement de balayage peut être déclenché par les moyens mécaniques présents de toute façon dans de nombreux systèmes, tels que des têtes chercheuses, en vue de faire pivoter le champ de vision instantané du détecteur d'images matriciel 12. Mais il est aussi possible que soient déclenchés des mouvements de tangage, de lacet ou de roulis d'un vecteur supportant le détecteur, tel qu'un missile guidé ou un projectile guidé en phase finale. Ce procédé est favorable en particulier dans le cas de systèmes à détecteur rigide. Avec de nombreux missiles guidés et projectiles guidés en phase finale, en raison de la mécanique de vol il existe de toute façon des oscillations résiduelles dans le sens du tangage, du lacet et du roulis qui sont propres à donner au détecteur d'images matriciel 12 un mouvement de balayage sur une distance suffisamment grande. De la sorte, le processus d'égalisation peut étre effectué de façon continue et parallèlement au traitement "normal" des images. An initialization is performed by the image processing system 16 (FIG 4). This is shown in FIG. 3 by the rectangle 60. It is thus triggered a scanning movement, as indicated by the curves 48, 50 and 52 in FIG. 1. This is shown in fig. 3 by the rectangle 62. The scanning movement can be triggered by the mechanical means present anyway in many systems, such as searcher heads, to rotate the instantaneous field of view of the matrix image detector 12. But it is also possible to trigger pitching, yawing or rolling movements of a vector supporting the detector, such as a guided missile or a guided projectile in the final phase. This method is favorable in particular in the case of rigid sensor systems. With many guided missiles and guided projectiles in the final phase, due to the flight mechanics there are any residual oscillations in the direction of pitch, yaw and roll that are suitable for giving the matrix image detector 12 a sweeping motion over a sufficiently large distance. In this way, the equalization process can be performed continuously and in parallel with the "normal" processing of the images.

Les valeurs moyennes des signaux sont établies à partie des allures des signaux qui sont obtenues pendant le mouvement de balayage pour les différents éléments détecteurs. En outre, les fluctuations des signaux sont évaluées. Cela est représenté sur la fig. 3 par le rectangle 64. The average values of the signals are based on the patterns of the signals that are obtained during the scanning movement for the different detector elements. In addition, signal fluctuations are evaluated. This is shown in FIG. 3 by the rectangle 64.

Les signaux sont évalués. Des éléments détecteurs de référence sont sélectionnés. Cela est représenté sur la fig. 3 par le rectangle 66. Dans l'évaluation, des informations d'état en provenance du système détecteur sont traitées. Cela est indiqué sur la fig. 3 par une flèche 68. La présence d'une limitation du bruit en cas d'arrière-plan homogène est signalée. Cela est indiqué sur la fig. 3 par une flèche 70. The signals are evaluated. Reference detector elements are selected. This is shown in FIG. 3 by the rectangle 66. In the evaluation, status information from the detector system is processed. This is indicated in fig. 3 by an arrow 68. The presence of a noise limitation in the case of a homogeneous background is indicated. This is indicated in fig. 3 by an arrow 70.

Les courbes caractéristiques des éléments détecteurs sont égalisées entre elles de manière récurrente, de la façon décrite. Cela est représenté sur la fig. 3 par le rectangle 72. Les éléments détecteurs défectueux sont signalés. Cela est représenté dans la figure 3 par la flèche 74. The characteristic curves of the detector elements are reciprocally equalized in the manner described. This is shown in FIG. 3 by the rectangle 72. Defective detector elements are reported. This is shown in Figure 3 by the arrow 74.

Lors de la répétition de l'opération d'égalisation, 25 il est procédé à une vérification de la convergence, c'est-à-dire des différences qui subsistent entre les allures des signaux d'éléments détecteurs voisins. Cela est représenté sur la fig. 3 par le rectangle 76. During the repetition of the equalization operation, a convergence check is made, i.e. differences which remain between the gaits of the neighboring detector element signals. This is shown in FIG. 3 by the rectangle 76.

Lorsqu'une précision prédéfinie est atteinte ou lorsqu'il ne se produit plus d'autre amélioration de la précision, l'opération d'égalisation est interrompue. Cela est représenté sur la fig. 3 par le rectangle 78. La précision atteinte est signalée. Cela est indiqué sur la fig. 3 par une flèche 80. When a predefined precision is reached or when no further improvement in accuracy occurs, the equalization operation is interrupted. This is shown in FIG. 3 by the rectangle 78. The precision reached is indicated. This is indicated in fig. 3 by an arrow 80.

Claims

A method for dynamic correction of the characteristic curves of a matrix image detector which consists of a system of individual detector elements, characterized in that a) the image detector performs a scanning movement on the observed field of view and b) the dynamic correction of the characteristic curves of the detector is performed in the image processing system. from a comparison of the signals from neighboring detector elements during this scanning movement.

2. Method according to claim 1, characterized in that the average values of the signals and the fluctuations of the signals are determined for each detector element.

3. A method according to claim 2, characterized in that the intensity of the signals and the coincidence in time of the contents of the signals from neighboring detector elements are analyzed to distinguish between, on the one hand, the parts of signals which are determined by the image content of the scanned field of view and, on the other hand, the parts of the signals which are determined by differences of the detector elements.

4. A method according to claim 3, characterized in that a) the working points and the characteristic curves are adapted to each other for a selected pair of neighboring detector elements and b) from this selected pair. of detector elements, the characteristic curves and the working points of adjacent detector elements are adapted step by step to the working point and the characteristic curve of the selected pair.

5. A method according to claim 4, characterized in that the evaluation criteria which preside over the choice of said pair of selected detector elements are that the fluctuation of the signals is as great as possible and that the coincidence in time of the paces signals be as good as possible.

6. A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that defective detector elements are identified from the comparison of the signal of a detector element with the signals of several neighboring elements .

7. A method according to claim 6, characterized in that in case of identification of a defect of a detector element, signal values for the defective detector element are established by calculation from the signals of the elements. neighboring detectors.

8. A process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that periodic signal portions are suppressed during image processing.