FR2905185A1 - Band-pass LED illuminator for use with e.g. digital camera, has electronics controlling triggering of illuminator, where illuminator delivers values representing object`s reflection factor that is collected by sensor lighted by LEDs - Google Patents

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Abstract

The illuminator (1) has a wireline/wireless controlling electronics (7) controlling triggering of the illuminator with a standard grip/X-synchronous clamp (6), where the illuminator delivers quantified partial measuring values representing spectral reflection factor of a plane object (4) that is collected by a sensor lighted by LEDs (2). A programmable component (8) lights the LEDs. An optical diffusing element (3) mixes different light emissions of the LEDs. A spectral image reconstructing unit reconstructs an object`s spectral image, and operates based on an interpolation/indirect method.

Description

1 L'invention concerne le domaine de l'analyse colorimétrique etThe invention relates to the field of colorimetric analysis and

spectroscopique de réflexion. Au début du XXlesiècle, les mutations technologiques en photographie convergent vers une utilisation exclusive de dispositifs numériques d'acquisition. Les appareils photographiques numériques (APN) couleur utilisent des capteurs matriciels monochromes recouverts de fines couches de résine teintée rouge, verte et bleue (RVB). Le terme APN englobe ici tous les dispositifs photographiques numériques disponibles comme les appareils compact ou reflex , les appareils moyen-format et les chambres photographiques accompagnées d'un dos numérique . La disposition en mosaïque de ces filtres implique que chaque élément photosensible, appelé photosite, ne reçoit qu'un seul type d'information couleur au lieu des trois composantes nécessaires à la synthèse additive. Après une acquisition, la couleur est nécessairement codée par un triplet de valeur numérique qui dépend des caractéristiques physiques du dispositif (sensibilité du capteur, transmittance de l'optique, filtres trichromes, électronique de capture). Afin d'obtenir le triplet complet RVB pour chaque élément photosensible, une interpolation est réalisée à partir des photosites adjacents, cette opération complexe s'appelle le dématriçage. La conséquence du codage d'une seule composante couleur par photosite est la diminution significative de la fréquence spatiale obtenue avec le capteur (perte de détails) ainsi que la présence d'artefacts colorés car l'enregistrement est de seulement un tiers des composantes initiales de l'images. De plus, la trichromie, principe même de la vision humaine, montre dans sa déclinaison technologique des limites dans la gamme des couleurs discernables. Car chaque image d'un système devient une interprétation de la scène colorée dépendante du périphérique d'acquisition. L'image obtenue est une représentation approchée de la scène observée avec des limites dans la fidélité des couleurs. L'APN n'a pas la capacité comme un instrument tel le colorimètre de simuler la réponse du système visuel. L'imagerie multispectrale, développée essentiellement dans la télédétection, propose de multiplier les informations captées à l'aide d'un plus grand nombre de filtres. Cette multiplication des composantes permet d'obtenir une estimation des caractéristiques spectrale de l'objet photographié et donc d'en calculer les coordonnées colorimétriques. Pour de plus amples informations sur ce sujet, on pourra se référer notamment à Dupraz Damien, Evaluation of RGB, six and eleven-channel high definition multispectral camera for fine art painting, AICO5, Granada, Spain, 2005 ou à Acquisition and Reproduction of Colour Images: Colorimetric and Multispectral Approaches, PhD Dissertation, École nationale supérieure des télécommunications, Paris, France, 1999. Des filtres supplémentaires sont difficilement intégrables dans la matrice de sélection car la résolution spatiale diminue.  spectroscopic reflection. At the beginning of the XX century, technological changes in photography converge towards an exclusive use of digital acquisition devices. Color digital cameras (PDAs) use monochrome matrix sensors coated with thin layers of red, green and blue (RGB) tinted resin. The term APN here encompasses all available digital photographic devices such as compact or SLR cameras, medium-format cameras and photographic chambers accompanied by a digital back. The mosaic arrangement of these filters implies that each photosensitive element, called photosite, receives only one type of color information instead of the three components necessary for additive synthesis. After an acquisition, the color is necessarily coded by a numerical value triplet that depends on the physical characteristics of the device (sensor sensitivity, optical transmittance, trichromatic filters, capture electronics). In order to obtain the complete RGB triplet for each photosensitive element, an interpolation is carried out from the adjacent photosites, this complex operation is called demosaicing. The consequence of coding a single color component by photosite is the significant decrease in the spatial frequency obtained with the sensor (loss of detail) as well as the presence of colored artifacts as the recording is only one-third of the initial components of the images. Moreover, the trichromie, the very principle of human vision, shows in its technological declination limits in the range of discernable colors. Because each image of a system becomes an interpretation of the colored scene dependent on the acquisition device. The resulting image is an approximate representation of the observed scene with limits in color fidelity. The APN does not have the capability as an instrument such as the colorimeter to simulate the response of the visual system. Multispectral imaging, developed mainly in remote sensing, proposes to multiply the information collected with a larger number of filters. This multiplication of components makes it possible to obtain an estimate of the spectral characteristics of the photographed object and thus to calculate the colorimetric coordinates. For more information on this topic, please refer to Dupraz Damien, Evaluation of RGB, six and eleven-channel high definition multispectral camera for fine art painting, AICO5, Granada, Spain, 2005 or Acquisition and Reproduction of Color. Images: Colorimetric and Multispectral Approaches, PhD Dissertation, National School of Telecommunications, Paris, France, 1999. Additional filters are difficult to integrate into the selection matrix because the spatial resolution decreases.

2905185 2 Des solutions sont possibles en disposant sélectivement devant le capteur monochrome, une série de filtres mais ce processus demande un dispositif mécanique de positionnement des filtres qui augmentera le temps d'acquisition. L'invention liée au brevet de la société LT2 SAS FR2871325 fonctionne avec une série de capteurs 5 linéaires adjacents dont chacun reçoit un filtre couleur spécifique. La technologie le destine à une utilisation type scanner à plat mais elle n'est pas compatible avec le parc existant d'APN. La technologie FOVEON (marque déposé) est un capteur multicouches qui présente trois niveaux superposés de photosites couchés dans le silicium. Ces différents niveaux absorbant chaque couleur à une profondeur donnée. Il répond au 10 problème de la capture mosaïque mais présente une déperdition de la qualité du signal en pénétrant en profondeur dans le silicium. Cette technologie est limitée à trois niveaux correspondant aux composantes RVB et ne permet pas de réaliser des images multispectrales. Aujourd'hui, il n'existe pas de système simple et à un coût réduit qui permet de réaliser une analyse colorimétrique ou spectroscopique compatible avec les 15 APN. L'invention propose de remplacer le filtrage des couleurs présent sur les capteurs traditionnels par un système d'éclairage possédant plusieurs distributions spectrales différentes. Le but étant d'augmenter le nombre de bandes d'exploration spectrale tout en conservant une résolution spatiale complète du capteur. Cette analyse permet de 20 discriminer des couleurs qui sont métamères (couleurs physiquement différentes mais perçues identiques) dans un système RVB classique. L'invention : La présente invention concerne un dispositif d'éclairage à diodes électroluminescentes 25 (DEL) se synchronisant avec les appareils photographiques numériques monochrome ou couleur par l'intermédiaire de leur prise ou griffe synchro-X. Cette liaison de commande peut-être filaire ou sans-fil et permet de synchroniser l'émission de lumière du dispositif avec l'obturateur mécanique ou électronique de l'APN. Les différents éléments de l'éclairage sont : une matrice de diodes électroluminescentes elle-même 30 constituée de plusieurs modules élémentaires qui seront décris dans la suite, une électronique permettant l'allumage séquentiel et indépendant de chacune des DEL, une électronique de commande synchronisée avec l'APN et un dispositif optique sous forme d'un diffuseur permettant le mélange des radiations électromagnétiques provenant des DEL de caractéristiques spectrales différentes. Les modules comportent 35 9 DEL proposant N diodes, de préférence N >_ 5, de distributions spectrales différentes. Leur localisation dans un carré de trois diodes de coté est décrite dans le schéma n 1.Solutions are possible by selectively placing a series of filters in front of the monochrome sensor, but this process requires a mechanical device for positioning the filters which will increase the acquisition time. The invention related to the patent of the company LT2 SAS FR2871325 operates with a series of adjacent linear sensors each of which receives a specific color filter. The technology is intended for use as a flatbed scanner, but it is not compatible with the existing fleet of APNs. FOVEON (registered trademark) technology is a multi-layered sensor that has three superimposed levels of coated photosites in silicon. These different levels absorb each color at a given depth. It responds to the problem of mosaic capture but has a loss of signal quality by penetrating deeply into the silicon. This technology is limited to three levels corresponding to RGB components and does not allow for multispectral images. Today, there is no simple system at a reduced cost that allows a colorimetric or spectroscopic analysis compatible with the 15 cameras. The invention proposes to replace the color filtering present on the traditional sensors by a lighting system having several different spectral distributions. The goal is to increase the number of spectral exploration bands while maintaining a complete spatial resolution of the sensor. This analysis makes it possible to discriminate colors that are metamers (colors that are physically different but are perceived to be identical) in a conventional RGB system. The present invention relates to a light emitting diode (LED) lighting device synchronizing with monochrome or color digital cameras via their synchro-X plug or claw. This control link can be wired or wireless and synchronizes the light emission of the device with the mechanical or electronic shutter of the APN. The various elements of the lighting are: a matrix of light-emitting diodes itself consisting of several elementary modules which will be described below, an electronics allowing sequential and independent ignition of each of the LEDs, a control electronics synchronized with the camera and an optical device in the form of a diffuser for mixing electromagnetic radiation from the LEDs of different spectral characteristics. The modules comprise 35 LEDs with N diodes, preferably N ≥ 5, of different spectral distributions. Their location in a square of three side diodes is described in the diagram n 1.

2905185 3 La réalisation de cette forme géométrique peut être obtenue en un seul bloc ou par regroupement de lignes de diodes. L'électroluminescence des diodes est réalisée grâce au comportement des semi-conducteurs dopés auxquels on applique une tension aux bornes d'une jonction p-n. Les diodes blanches sont réalisées par l'intermédiaire 5 d'une seconde réaction de luminescence, la fluorescence. Cette distribution spectrale équi-énergétique va permettre d'utiliser ce dispositif d'éclairage avec des capteurs comportant une matrice couleur avec un comportement identique à un éclairage standard type flash. Dans le cas d'un capteur monochrome et d'un illuminateur à 9 diodes dont N diodes, avec N = 5, de caractéristiques spectrales différentes et 4 diodes 10 blanches, une série d'émissions de lumière séquentielles seront réalisées dans l'ordre suivant : bleue, verte et rouge pour une acquisition trichrome standard et bleue, cyan, verte, jaune, rouge pour une acquisition multispectrale. Ces émissions pourront être accompagnées d'une émission de lumière blanche pour permettre une pré-visualisation rapide de l'objet à photographier. L'acquisition multispectrale nécessite un post15 traitement pour obtenir une image résultante couleur. Les durées d'émission des diodes pourront varier de plusieurs secondes à quelques centièmes de seconde en synchronisation avec l'obturateur de I'APN selon la mobilité du sujet (exemples : nature morte ou portrait) et sa distance avec le dispositif d'éclairage. Les diodes électroluminescentes blanche de l'illuminateur émettent dans le visible mais peuvent 20 être remplacées par des diodes plus spécifiques qui émettent dans le proche ultraviolet ou le proche infrarouge. Le facteur de réflectance d'un objet est définit par : R = flux réfléchi flux incident II peut être déterminer dans plusieurs partie du spectre visible grâce à un 25 spectrophotomètre. Cette valeur est indépendante de l'intensité du faisceau incident. Généralement, on retrouve pour définir une courbe de réflectance spectrale, un échantillonnage de 41 valeurs s'échelonnant de 380 à 780 nm par pas de 10 nm. Cette courbe est un enregistrement permanent de la couleur des matériaux. L'invention va permettre de déterminer le facteur de réflectance d'un objet avec N > 5 échantillons 30 dans l'intervalle des ondes électromagnétiques visibles. Cet échantillonnage est réalisé avec une bande-passante très étroite (10 à 20 nm) de l'émission de chacune des DEL couleurs. Un standard de référence de blanc est nécessaire pour le calibrage du dispositif d'acquisition multispectrale, on utilise l'oxyde de magnésium (MgO), le sulfate de baryum (BaSO4), l'oxyde de beryllium ou des matériaux propriétaires tels le Halon 2905185 4 (Allied Chemical Corp.) ou le spectralon. A partir du ratio entre la réflectance de l'échantillon et la réflectance du standard de référence, on obtient par multiplication avec les données absolues de la référence, une mesure absolue de l'échantillon. L'invention va fournir N>_ 5 valeurs de mesure, il nécessaire de recréer les valeurs 5 intermédiaires pour obtenir un spectre de réflectance à 41 valeurs. Ils sont reconstitués par une méthode d'interpolation, par exemple, Lagrange , splines ou MDST (Modified Discrete Sine Transform), de manière à obtenir un spectre reconstitué par des points espacés de 10 nm. Cette méthode par interpolation présente l'avantage de ne requérir que la connaissance de la réponse de la caméra, avec un traitement 10 numérique à partir d'algorithmes classiques. Le couple constitué par un APN et l'invention devient un échantillonneur du spectre visible et présente un avantage considérable dans un très grand nombre d'applications industrielles, artistiques et médicale, parmi lesquelles on distingue deux groupes. L'analyse colorimétrique regroupant les domaines nécessitant une fidélité des couleurs 15 optimale : û l'industrie graphique où le processus de fabrication est complexe et demande une attention constante aux rendus de couleur. Un dispositif tel que celui décrit dans l'invention permet d'améliorer le calibrage et la caractérisation d'une presse offset ou numérique. 20 û la numérisation du patrimoine car les institutions sont amenés à reproduire des oeuvres de tous styles (peintures, dessins, manuscrits, photographies). Ces reproductions permettent de diffuser, partager les connaissances mais aussi de préserver des documents fragiles. L'invention permet de conserver à un instant donné un original numérique d'une grande fidélité. 25 û le contrôle qualité dans une chaîne de fabrication. En cours de production, une détection automatique à l'aide de l'invention permet d'éliminer les produits présentant des défauts caractérisés par leur couleur. La couleur de la viande, l'étanchéité des emballage, le tri de céréales ou le contrôle après le passage d'un produit à une étape particulière (cuisson, peinture ou impression) en sont des 30 exemples. Le second groupe, l'analyse spectroscopique de réflexion, réunie des domaines liés à la science et qui s'intéresse à la forme caractéristique des spectres obtenus : - la médecine dans laquelle on retrouve plusieurs disciplines comme la chirurgie plastique, la dermatologie, l'anatomie-pathologique et l'orthodontie. Ces spécialités 35 peuvent utiliser l'invention pour une aide au diagnostic (caractérisation de lésions cutanées) ou pour faciliter directement l'acte médicale (référence couleur lors de la fabrication d'une prothèse dentaire). û la cosmétique qui utilise de nombreux pigments dans leurs produits peut contrôler 2905185 5 l'influence de ceux-ci après application sur un modèle (peau, cheveux). L'analyse comparative devient alors possible entre différents produits ou même produit utilisé dans des conditions différentes. L'aspect spectroscopie est intéressant ici pour simuler les résultats sous différents illuminants normalisés. 5 û la conservation et de la restauration des oeuvres d'art avec la détection de matériaux. On peut retrouver par cette méthode sans contact et non destructive la forme caractéristique de pigments organiques ou minéraux comme le blanc de titane ou le bleu de cobalt. û la biologie avec la diversité des espèces nécessite des outils de classification, 10 l'invention permet, par exemple, l'étude des couleurs et le classement des lépidoptères. Les applications décrites peuvent s'échanger entre les deux groupes précédemment définis car les données de la colorimétrie découle de celles de la spectrophotométrie et 15 elles sont toutes deux complémentaires pour caractériser, discriminer ou détecter des couleurs. La configuration d'éclairage doit être compatible avec une géométrie de mesure standard, le détecteur est donc positionné avec un angle de 0 par rapport à la normale et le dispositif d'éclairage à 45 . On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre de l'invention, en référence 20 aux dessins annexés. La figure 1 est une vue schématique montrant le couplage entre l'illuminateur à diodes électroluminescentes et un APN qui constitue un dispositif d'acquisition multispectral. La figure 2 illustre l'organisation des 9 diodes électroluminescentes. La figure 3 est une vue d'une matrice de DEL réalisée à partir de modules élémentaires, avec 25 agrandissement partiel montrant un de ces modules. La figure 4 montre les courbes d'énergie relative correspondant aux différentes diodes électroluminescente du capteur de la figure 3. Sur la figure 1, on a représenté la structure générale du dispositif d'acquisition multispectral, auquel l'invention peut être avantageusement appliquée. Ce type de configuration n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre avec 30 d'autres dispositifs d'analyse, comme un scanner à plat ou un super-scanner tel que celui décrit dans le WO-A-00/25509 (LT2 SAS) par exemple. La synchronisation s'effectuera entre les DEL et une capteur linéaire monochrome photosensible par l'intermédiaire d'une électronique de commande. Cet illuminateur à DEL (1), composé d'une matrice de diodes électroluminescentes (2) et d'un élément optique diffuseur (3), 35 éclaire un objet plan ou en relief (4) disposé avec un angle de 45 par rapport à l'axe 2905185 6 optique du détecteur ici un APN (5). Le dispositif d'éclairage peut être dupliqué avec, par exemple, un second illuminateur à DEL (1) (non présent sur la figure 1) disposé de manière symétrique au premier et du coté opposé. Lors d'une prise de vue, le déclenchement de l'obturateur de l'APN (5) provoque un signal électrique à la sortie de 5 la prise ou griffe synchro-X (6). Ce signal est propagé jusqu'à une électronique de commande (7) intégré dans l'illuminateur (1). Celle-ci donne l'ordre d'allumage des DEL. Nous avons déjà expliqué précédemment que les DEL ne sont pas allumées en même temps mais séquentiellement. Il existe des séquences prédéterminées à l'intérieur d'un composant programmable (8). Elles sont modifiables par l'intermédiaire 10 d'une connexion avec un micro-ordinateur (9). La connexion n'est plus nécessaire lorsque plusieurs séries types sont programmées. En reprenant l'exemple de N = 5 diodes différentes parmi les 9 diodes d'un module élémentaire, les séquences sont les suivantes. L'APN est équipé d'un capteur matriciel couleur, l'illuminateur est en mode BLANC 15 et seules les diodes blanches (31, 33, 37 et 39) se mettent en route à chaque déclenchement. Les images RVB obtenues sont de nature équivalente à des images réalisées avec un flash photographique standard. Un sous-mode FULL permet au déclenchement d'allumer la totalité des DEL qui provoque aussi une émission lumineuse blanche mais avec une intensité supérieure.The embodiment of this geometrical shape can be obtained in a single block or by grouping together diode lines. The electroluminescence of the diodes is achieved by the behavior of the doped semiconductors to which a voltage is applied across a p-n junction. The white diodes are made via a second luminescence reaction, fluorescence. This equi-energetic spectral distribution will make it possible to use this lighting device with sensors comprising a color matrix with behavior identical to standard flash type lighting. In the case of a monochrome sensor and a 9-diode illuminator of which N diodes, with N = 5, different spectral characteristics and 4 white diodes, a series of sequential light transmissions will be carried out in the following order : blue, green and red for standard trichrome and blue, cyan, green, yellow, red acquisition for multispectral acquisition. These emissions may be accompanied by a white light emission to allow a quick preview of the object to be photographed. Multispectral acquisition requires post processing to obtain a resulting color image. The emission times of the diodes may vary from several seconds to a few hundredths of a second in synchronization with the shutter of the APN depending on the mobility of the subject (examples: still life or portrait) and its distance from the lighting device. The white light emitting diodes of the illuminator emit in the visible but can be replaced by more specific diodes which emit in the near ultraviolet or near infrared range. The reflectance factor of an object is defined by: R = flux reflected incident flux II can be determined in several part of the visible spectrum by means of a spectrophotometer. This value is independent of the intensity of the incident beam. Generally, to define a spectral reflectance curve, a sample of 41 values ranging from 380 to 780 nm in steps of 10 nm is found. This curve is a permanent record of the color of the materials. The invention will make it possible to determine the reflectance factor of an object with N> 5 samples in the range of visible electromagnetic waves. This sampling is performed with a very narrow bandwidth (10 to 20 nm) of the emission of each of the color LEDs. A white reference standard is required for the calibration of the multispectral acquisition device, using magnesium oxide (MgO), barium sulfate (BaSO4), beryllium oxide or proprietary materials such as Halon 2905185 4 (Allied Chemical Corp.) or the spectral. From the ratio between the reflectance of the sample and the reflectance of the reference standard, an absolute measurement of the sample is obtained by multiplication with the absolute data of the reference. The invention will provide N> 5 measurement values, it is necessary to recreate the intermediate values to obtain a 41 values reflectance spectrum. They are reconstituted by an interpolation method, for example, Lagrange, splines or MDST (Modified Discrete Sine Transform), so as to obtain a spectrum reconstituted by points spaced at 10 nm. This interpolation method has the advantage of requiring only knowledge of the response of the camera, with digital processing from conventional algorithms. The pair constituted by a camera and the invention becomes a sampler of the visible spectrum and has a considerable advantage in a very large number of industrial, artistic and medical applications, among which there are two groups. Colorimetric analysis encompassing areas requiring optimum color fidelity: - the graphics industry where the manufacturing process is complex and requires constant attention to color rendering. A device such as that described in the invention makes it possible to improve the calibration and the characterization of an offset or digital press. 20 - the digitization of the heritage because the institutions are brought to reproduce works of all styles (paintings, drawings, manuscripts, photographs). These reproductions make it possible to diffuse, to share the knowledge but also to preserve fragile documents. The invention makes it possible to preserve at a given instant a digital original of great fidelity. 25 - quality control in a production line. During production, an automatic detection using the invention eliminates products with defects characterized by their color. The color of the meat, the sealing of the packages, the sorting of cereals or the control after the passage of a product at a particular stage (cooking, painting or printing) are examples. The second group, the spectroscopic analysis of reflection, brings together domains related to science and which is interested in the characteristic shape of the spectra obtained: - medicine in which one finds several disciplines like the plastic surgery, the dermatology, the pathological anatomy and orthodontics. These proprietary medicinal products may use the invention for diagnostic assistance (characterization of skin lesions) or to facilitate the medical procedure directly (color reference in the manufacture of a dental prosthesis). cosmetics which uses many pigments in their products can control the influence of these after application on a model (skin, hair). Comparative analysis then becomes possible between different products or even product used under different conditions. The spectroscopic aspect is interesting here to simulate the results under different standardized illuminants. 5 - the conservation and restoration of works of art with the detection of materials. This non-contact and non-destructive method can be found in the characteristic form of organic or inorganic pigments such as titanium white or cobalt blue. Biology with species diversity requires classification tools, the invention allows, for example, the study of colors and the classification of Lepidoptera. The described applications can be exchanged between the two previously defined groups since the colorimetry data derive from those of the spectrophotometry and they are both complementary to characterize, discriminate or detect colors. The lighting configuration must be compatible with a standard measurement geometry, so the detector is positioned at an angle of 0 from the normal and the illumination device at 45. An embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view showing the coupling between the light-emitting diode illuminator and an APN constituting a multispectral acquisition device. Figure 2 illustrates the organization of the 9 light-emitting diodes. Figure 3 is a view of an LED array made from elementary modules, with partial magnification showing one of these modules. FIG. 4 shows the relative energy curves corresponding to the different light-emitting diodes of the sensor of FIG. 3. FIG. 1 shows the general structure of the multispectral acquisition device, to which the invention can advantageously be applied. This type of configuration is not limiting, and the invention can be implemented with other analysis devices, such as a flatbed scanner or a super-scanner such as that described in WO-A-00. / 25509 (LT2 SAS) for example. Synchronization will take place between the LEDs and a photosensitive monochrome linear sensor via control electronics. This LED illuminator (1), composed of a matrix of light-emitting diodes (2) and a diffuser optical element (3), illuminates a planar or raised object (4) arranged at an angle of 45 with respect to the optical axis 2905185 6 of the detector here an APN (5). The lighting device can be duplicated with, for example, a second LED illuminator (1) (not present in Figure 1) arranged symmetrically to the first and the opposite side. When shooting, the shutter release of the camera (5) causes an electrical signal at the output of the sync-X plug or claw (6). This signal is propagated to a control electronics (7) integrated in the illuminator (1). This gives the firing order of the LEDs. We have already explained previously that LEDs are not lit at the same time but sequentially. There are predetermined sequences within a programmable component (8). They are modifiable via a connection with a microcomputer (9). The connection is no longer necessary when several standard series are programmed. Taking again the example of N = 5 different diodes among the 9 diodes of an elementary module, the sequences are as follows. The camera is equipped with a color matrix sensor, the illuminator is in WHITE mode 15 and only the white LEDs (31, 33, 37 and 39) turn on at each trigger. The RGB images obtained are equivalent in nature to images made with a standard photographic flash. A FULL sub-mode allows triggering to turn on all the LEDs which also causes a white light emission but with a higher intensity.

20 L'illuminateur est en mode BLANC+CJ , les diodes blanches (31, 33, 37 et 39) s'allument au premier déclenchement, ensuite la diode cyan (32) au second puis la diode jaune (38) au dernier. Les 3 images obtenues sont chacune constituées de 3 couches car le capteur est RVB, nous obtenons donc 9 couches au total. En post-traitement (9), une sélection de 5 couches sur les 9 va être réalisée, les trois couches 25 de la première image sont conservées ainsi que la couche verte issue de la deuxième image (éclairage cyan) et la couche rouge issue de la dernière image (éclairage jaune). Nous obtenons donc 5 canaux ou composantes pour restituer une image couleur. La recomposition utilise une méthode connue dite "de reconstruction indirecte" ou "de reconstruction par apprentissage". Essentiellement, cette méthode prévoit d'utiliser une 30 mire de couleurs standardisées permettant, par extrapolation, de modéliser une fonction de transfert entre, d'une part, les spectres de référence mesurés sur la mire pour chacun des échantillons et, d'autre part, la réponse de la caméra. La qualité de l'image obtenue est meilleure en terme de fidélité colorimétrique que l'acquisition 2905185 7 standard à 3 canaux RVB. L'APN est maintenant équipé d'un capteur matriciel monochrome, seul l'illuminateur participe à la sélection chromatique. Celui-ci est placé en mode BCVJR et les diodes de différentes émissions spectrales (51-55) vont s'allumer séquentiellement à 5 chaque déclenchement de l'obturateur, en commençant par la diode bleue (34) et en finissant par la diode rouge (36). Les 5 images obtenues sont chacune constitués d'une seule couche. En post-traitement (9), l'image couleur est obtenue par la méthode dite par interpolation déjà précitée. On construit pour l'ensemble des pixels de l'image un spectre de réflexion interpolé à partir des 5 valeurs numériques provenant des 10 canaux. Les coordonnées colorimétriques calculées à partir du spectre sont utilisée pour stocker et restituer l'image couleur. La mise en oeuvre du dispositif a été expliqué à l'aide d'un seul module élémentaire comprenant 9 DEL. Le fonctionnement est identique si l'illuminateur est pourvu de plusieurs modules. Les diodes de caractéristique spectrale identique sur des modules différents s'allumeront en même 15 temps.The illuminator is in WHITE + CJ mode, the white LEDs (31, 33, 37 and 39) light up on the first trigger, then the cyan diode (32) on the second and then the yellow diode (38) on the last one. The 3 images obtained are each made of 3 layers because the sensor is RGB, so we obtain 9 layers in total. In post-processing (9), a selection of 5 of the 9 layers will be performed, the three layers 25 of the first image are preserved as well as the green layer from the second image (cyan lighting) and the red layer from the last image (yellow lighting). We thus obtain 5 channels or components to restore a color image. The recomposition uses a known method called "indirect reconstruction" or "reconstruction by learning". Essentially, this method provides for the use of a standardized color chart which, by extrapolation, can model a transfer function between the reference spectra measured on the test pattern for each of the samples and on the other hand. , the answer of the camera. The quality of the image obtained is better in terms of color fidelity than the acquisition 2905185 7 standard 3-channel RGB. The camera is now equipped with a monochrome matrix sensor, only the illuminator participates in the chromatic selection. This is placed in BCVJR mode and the diodes of different spectral emissions (51-55) will light sequentially each time the shutter is triggered, starting with the blue diode (34) and ending with the red diode. (36). The 5 images obtained each consist of a single layer. In post-processing (9), the color image is obtained by the so-called interpolation method already mentioned above. For the set of pixels in the image, an interpolated reflection spectrum is constructed from the 5 numerical values from the 10 channels. The colorimetric coordinates calculated from the spectrum are used to store and render the color image. The implementation of the device has been explained using a single elementary module comprising 9 LEDs. The operation is identical if the illuminator is provided with several modules. The same spectral characteristic diodes on different modules will light at the same time.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Un illuminateur à DEL, comprenant : û une matrice de modules DEL(2), apte à éclairer le document (4) d'une manière diffuse et synchronisé avec l'ouverture de l'obturateur d'un APN. û un ensemble de N diodes électroluminescentes passe-bande (51-55), dénommé dans la suite par module à DEL. - une liaison filaire ou sans-fil (7), apte à piloter le déclenchement de l'illuminateur avec une prise standard ou griffe synchro-X. û une électronique d'allumage séquentiel des DEL (8). û un diffuseur (3) permettant le mélange des émissions lumineuses différentes des DEL. - des moyens de reconstruction spectrale de l'image du document, opérant selon une méthode d'interpolation ou une méthode indirecte L'illuminateur à DEL associé à un APN étant apte à délivrer, pour chaque N émission spectrale différente et pour chaque pixel de la matrice analysée, N valeurs de mesure partielles quantifiées correspondantes, représentatives chacune de la réflectance spectrale du document recueillie par le capteur éclairé par N diodes respectives.  An LED illuminator, comprising: an array of LED modules (2), capable of illuminating the document (4) in a diffuse manner and synchronized with the opening of the shutter of an APN. a set of N light-emitting diodes (51-55), hereinafter referred to as an LED module. - A wired or wireless link (7), able to control the triggering of the illuminator with a standard plug or synchro-X claw. sequential LED ignition electronics (8). a diffuser (3) for mixing the different light emissions of the LEDs. means for spectrally reconstructing the image of the document, operating according to an interpolation method or an indirect method. The LED illuminator associated with an APN is able to deliver, for each N different spectral emission and for each pixel of the matrix analyzed, N corresponding quantized partial measurement values, each representative of the spectral reflectance of the document collected by the sensor illuminated by N respective diodes. 2. L'illuminateur à DEL de la revendication 1, dans lequel : û le module à DEL (20) est une matrice de diodes électroluminescentes disposé selon une forme géométrique carré de préférence comprenant 3 lignes et 3 colonnes de diodes associé chacune à une émission lumineuse type passe-bande différente. Pour permettre une émission lurnineuse blanche', quelques éléments du modules sont des diodes blanches (31, 33, 37 et 39). û la synchronisation avec l'obturateur de I'APN s'effectue de manière filaire ou sans fil (7)  2. The LED illuminator of claim 1, wherein: the LED module (20) is a matrix of light-emitting diodes arranged in a square geometric shape preferably comprising 3 rows and 3 columns of diodes each associated with a transmission bright different bandpass type. To allow a white light emission, some elements of the modules are white diodes (31, 33, 37 and 39). synchronization with the APN shutter is wired or wireless (7) 3. L'illuminateur à DEL de la revendication 1 ou 2, dans lequel N, le nombre de diode passe-bande différente, est 5, de préférence N = 5.  The LED illuminator of claim 1 or 2, wherein N, the different band-pass diode number, is 5, preferably N = 5. 4. L'illuminateur à DEL de la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'électronique de commande (8) permettant l'allumage des DEL possède plusieurs modes correspondant à des séquences prédéterminées.  4. The LED illuminator of claim 1 or 2 characterized in that the control electronics (8) for lighting the LEDs has several modes corresponding to predetermined sequences. 5. L'illuminateur à DEL de la revendication 4, caractérisé en ce que la programmation de l'électronique de commande est modifiable via l'unité de traitement (9). 2905185 9  5. The LED illuminator of claim 4, characterized in that the programming of the control electronics is modifiable via the processing unit (9). 2905185 9 6. L'illuminateur à DEL de la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les diodes blanches peuvent être remplacées par des diodes émettant dans l'ultraviolet et l'infrarouge. 5  6. The LED illuminator of claim 1 or 2, characterized in that the white diodes can be replaced by diodes emitting in the ultraviolet and infrared. 5 7. L'illuminateur à DEL de la revendication 6, dans lequel des moyens de reconstruction permettent d'interpoler un spectre dans le visible entre 380 et 780 nm et un autre étendu à l'invisible 340 nm à 1100 nm en simultané.  7. The LED illuminator of claim 6, wherein reconstruction means can interpolate a spectrum in the visible between 380 and 780 nm and another extended to the invisible 340 nm at 1100 nm simultaneously. 8. L'illuminateur à DEL de la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif 10 d'illumination est applicable à d'autre types de scanners que les APN comme les scanners à plat et les super-scanners .  8. The LED illuminator of claim 1, characterized in that the illumination device 10 is applicable to other types of scanners than APNs such as flatbed scanners and super-scanners.
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