FR2921223A1 - Correction de tension de sortie de photodetecteur. - Google Patents

Abstract

Pour corriger la tension de sortie d'au moins un photodétecteur (PDm,n) dans un système d'imagerie (SI) en réponse à l'exposition à une source de luminance (SL) pendant un temps donné (TI), une mémoire (MT) enregistrent des tensions de sortie du photodétecteur pendant au moins deux temps prédéterminés compris dans un intervalle de variation linéaire de tension. La source de luminance a une luminance stationnaire pendant les temps prédéterminés. Un variateur (VTI) et un correcteur de tension déterminent par extrapolation linéaire une tension de correction (Vcm,n) en fonction des temps prédéterminés et des tensions de sortie évaluées. Le correcteur (CNU) corrige la tension de sortie (VSm,n) du photodétecteur en fonction de la tension de correction. Aucune partie mécanique ou optique complexe n'est ajoutée.

Description

Correction de tension de sortie de photodétecteur

La présente invention concerne la correction de la tension de sortie d'un photodétecteur et plus généralement la correction de non-uniformités de réponse inhérentes à des images recueillies par un ensemble de photodétecteurs.

Un ensemble de photodétecteurs, appelé également capteur, associe des photodétecteurs individuels agencés typiquement en barrette ou en matrice. Les photodétecteurs individuels sont souvent désignés par le terme pixel. Chaque pixel convertit en charges électriques l'énergie d'un rayonnement incident et les stocke pendant un temps donné, appelé temps d'intégration, contrôlé par un circuit de lecture. Le circuit de lecture lit ensuite la charge électrique stockée typiquement dans un condensateur associé au pixel et la convertit en une tension électrique.

Cependant l'inhomogénéité des tensions de réponse d'un pixel à l'autre requiert une correction en particulier pour les photodétecteurs infrarouges. Cette correction est bien souvent affine et peut dépendre d'un paramètre appelé "gain" à multiplier par la tension de réponse de chaque pixel et d'un autre paramètre appelé "offset" à soustraire de la tension de réponse. Ces signaux sont souvent quantifiés de façon à les traiter ultérieurement sous forme numérique.

Un tel ensemble de photodétecteurs est par exemple inclus dans un système d'imagerie optique comprenant une lentille au plan focal de laquelle une matrice de photodétecteurs sensible à un domaine de longueur d'onde donné est placée de façon à ce que chaque photodétecteur fournisse une partie de l'image

de la scène sur laquelle est focalisé le système. Les matrices de photodétecteurs sont utilisées dans une grande variété de systèmes d'imagerie pour des longueurs d'onde allant de l'infrarouge à l'ultraviolet en passant par le visible. Souvent, la limitation en sensibilité radiométrique d'un ensemble de photodétecteurs n'est pas due à la détectivité de chaque photodétecteur, mais au bruit spatial résultant de la non-uniformité spatiale des tensions de sortie des photodétecteurs en réponse à l'exposition à une source de luminance pendant un temps d'intégration donné. La disparité des tensions de sortie se traduit souvent par l'apparition d'un motif superposé à toutes les images issues de l'ensemble de photodétecteurs. La disparité des tensions de sortie signifie en outre qu'à une excitation identique les photodétecteurs ne fournissent pas la même tension de sortie. Ceci peut provenir de la méconnaissance sur les gains en sortie des photodétecteurs et/ou sur les offsets en sortie des photodétecteurs. Ces effets peuvent être combattus à condition d'améliorer la connaissance de ces paramètres.

Différents algorithmes de correction de la non-uniformité spatiale pour corriger les non-uniformités dues aux gains et aux offsets de photodétecteurs sont basés sur des scènes imagées par l'ensemble de photodétecteurs. Ces algorithmes utilisent une séquence d'images prises par l'ensemble de photodétecteurs pour générer une diversité de luminance. L'algorithme selon l'article "Kalman filtering for adaptive nonuniformity correction in infrared focal-plane arrays", Sergio N. Torres et al., J. Opt. Soc. Am. A, Vol. 20, N°3, Mars 2003,

pages 470-480, repose sur l'hypothèse que la moyenne et l'écart-type des scènes présentées à l'ensemble de photodétecteurs soient spatialement invariants. L'article "Statistical algorithm for nonuniformity correction in focal-plane arrays", Majeed M. Hayat et al., APPLIED OPTICS, Vol. 38, N°8, 10 Mars 1999, pages 772-780, divulgue un algorithme statistique basé sur l'hypothèse que tous les photodétecteurs sont exposés à la même gamme de luminances constantes dans une séquence d'acquisition. Le brevet US 6.320.186 préconise un tremblement d'une matrice de photodétecteurs afin que des photodétecteurs voisins qui doivent avoir la même réponse soient exposés successivement à exactement une même portion de scène à des instants différents. La matrice de photodétecteurs est typiquement déplacée dans le plan focal horizontalement d'une largeur ou verticalement d'une hauteur de photodétecteur pour que deux photodétecteurs voisins soient exposés à exactement la même luminance. Un autre dispositif de correction recourant à un moyen mécanique pour corriger une partie de l'évolution des paramètres de correction d'un ensemble de photodétecteurs en l'étalonnant pendant qu'il est utilisé comporte une plaque tournante devant l'ensemble de photodétecteurs de sorte que celui-ci soit alternativement exposé à une scène et une source de luminance prédéterminée. Les moyens mécaniques pour déplacer ces ensembles de photodétecteurs sont complexes et coûteux puisqu'ils sont associés à des capteurs de position et à un asservissement. Une approche alternative pour corriger les erreurs de non-uniformité consiste à étalonner le capteur comprenant l'ensemble de photodétecteurs

préalablement à l'acquisition d'images de paysage de manière à uniformiser la sensibilité de l'ensemble de photodétecteurs. Des paramètres de correction sont mesurés au moment de la fabrication du capteur.

Chaque pixel est exposé à au moins deux luminances différentes prédéterminées. La relation entre luminance et réponse du pixel est déduite. Cette relation étant souvent une relation affine, un offset et un gain pour chaque pixel sont alors déterminés.

Cependant les paramètres de cette relation dérivent dans le temps, ce qui limite leur durée de validité. La qualité de la correction de la non-uniformité et donc la sensibilité radiométrique du système d'imagerie se dégradent alors avec le temps.

L'invention a pour objectif de pallier les insuffisances et défauts des procédés évoqués ci-dessus et particulièrement de corriger la tension de sortie d'un photodétecteur sans utiliser une source apte à délivrer des luminances prédéterminées et sans addition de partie mécanique ou optique complexe et ainsi sans affecter les performances, la robustesse et le poids du système d'imagerie incluant le photodétecteur.

Pour atteindre cet objectif, un procédé pour corriger une tension de sortie d'un photodétecteur en réponse à l'exposition à une source de luminance pendant un temps donné, est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : évaluer des tensions de sortie du photodétecteur pendant au moins deux temps prédéterminés compris dans un intervalle de variation linéaire de tension, déterminer par extrapolation linéaire une tension de correction pour un temps nul en fonction

des temps prédéterminés et des tensions de sortie évaluées, et corriger la tension de sortie du photodétecteur en fonction de la tension de correction.

Le procédé de correction de tension de sortie de photodétecteur selon l'invention recourt à au moins deux images en réponse à l'exposition à la source de luminance pendant les deux temps prédéterminés au cours desquels la luminance de la source reste stationnaire. Sachant que la tension de sortie du photodétecteur varie linéairement dans l'intervalle de variation linéaire de tension relativement large en fonction de l'exposition du photodétecteur à la source de luminance, les deux temps prédéterminés sont compris dans cet intervalle. Dans le prolongement d'une droite déterminée par l'extrapolation linéaire, la tension de correction, qui n'est pas à confondre avec un paramètre offset selon la technique antérieure, est déterminée pour un temps nul. Il s'avère que cette tension de correction ne dérive que très peu dans le temps et est indépendante de la luminance. La correction de la tension de sortie du photodétecteur en fonction de la tension de correction, en particulier par soustraction de la tension de correction à la tension de sortie, permet de fournir une tension de sortie corrigée proportionnelle à la luminance à laquelle le photodétecteur est soumis, par exemple à la chaîne d'acquisition d'image dans un système d'imagerie. De manière à augmenter la précision dans la détermination de la droite, des tensions de sortie du photodétecteur peuvent être évaluées pendant plus de deux temps prédéterminés compris dans l'intervalle de variation linéaire de tension. La droite peut être

déterminée par régression linéaire en fonction de points ayant pour coordonnées les temps prédéterminés et les tensions de sortie évaluées, c'est-à-dire la tension de sortie est déterminée par régression linéaire en fonction des temps prédéterminés et des tensions de sortie évaluées. Afin que la droite soit déterminée en fonction de points relativement regroupés le long de celle-ci et d'éliminer d'éventuelles tensions de sortie évaluées aberrantes par rapport à la droite, le procédé peut comprendre de manière récurrente un calcul de la moyenne des écarts de points ayant pour coordonnées les temps prédéterminés et les tensions de sortie évaluées à la droite déduite de la régression linéaire, un rejet de deux points les plus éloignés de la droite si la moyenne est supérieure à un seuil, et si le nombre de points restants après le rejet des deux points est au moins égal à un nombre au moins égal à trois, une détermination par régression linéaire d'une autre droite en fonction des temps prédéterminés et des tensions de sortie évaluées correspondant aux points restants. L'instabilité temporelle de la source de luminance peut être indiquée si la moyenne des écarts de points à la droite est supérieure au seuil et si le nombre de points restants est inférieur audit nombre au moins égal à trois.

Selon un autre aspect de l'invention, le procédé corrige les tensions de sortie de plusieurs photodétecteurs par exemple dans un capteur en réponse à l'exposition à la source de luminance pendant le temps donné. Les temps prédéterminés peuvent être compris entre la plus grande des bornes inférieures et la plus petite des bornes supérieures

d'intervalles de variation linéaire de tension de sortie des photodétecteurs afin que les temps prédéterminés soient communs à tous les photodétecteurs et ainsi leur nombre soit minimisé.

L'invention a aussi pour objet un dispositif pour corriger une tension de sortie d'un photodétecteur en réponse à l'exposition à une source de luminance pendant un temps donné. Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend : un moyen pour évaluer des tensions de sortie du photodétecteur pendant au moins deux temps prédéterminés compris dans un intervalle de variation linéaire de tension, un moyen pour déterminer par extrapolation linéaire une tension de correction pour un temps nul en fonction des temps prédéterminés et des tensions de sortie évaluées, et un moyen pour corriger la tension de sortie du 20 photodétecteur en fonction de la tension de correction. Plus généralement, l'invention concerne un dispositif pour corriger les tensions de sortie de plusieurs photodétecteurs en réponse à l'exposition à 25 une source de luminance pendant le temps donné. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend : un moyen pour évaluer des tensions de sortie des photodétecteurs pendant au moins deux temps prédéterminés compris dans des intervalles de 30 variation linéaire de tension de sortie des photodétecteurs, un moyen pour déterminer par régression linéaire des tensions de correction pour un temps nul pour les photodétecteurs respectivement en fonction des temps 35 prédéterminés et des tensions de sortie évaluées, et

un moyen pour corriger les tensions de sortie des photodétecteurs respectivement en fonction des tensions de correction.

Enfin, l'invention se rapporte à un programme d'ordinateur apte à être mis en oeuvre dans un dispositif pour corriger une tension de sortie d'au moins un photodétecteur en réponse à l'exposition à une source de luminance pendant un temps donné. Le programme comprend des instructions qui, lorsque le programme est exécuté dans ledit dispositif, réalisent les étapes conformes au procédé de l'invention.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations de l'invention données à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels : - la figure 1 est un bloc-diagramme schématique d'un système d'imagerie incluant un dispositif de correction de tension de sortie de photodétecteur selon l'invention ; - la figure 2 est un graphe de variation de la tension de sortie d'un photodétecteur en fonction d'un temps d'intégration ; - la figure 3 montre un signal de commande impulsionnel pour commander un ensemble de photodétecteurs selon l'invention ; et - la figure 4 est un algorithme du procédé de correction de tension de sortie de photodétecteur selon l'invention.

En référence à la figure 1, un système d'imagerie SI comprend au moins un photodétecteur et en général un ensemble EPD de photodétecteurs PD. L'ensemble de photodétecteurs peut être une barrette d'une rangée de photodétecteurs. Il peut être également une mosaïque de lignes et de colonnes de photodétecteurs pour former une image infrarouge bidimensionnelle. En se référant à la figure 1, l'ensemble de photodétecteurs EPD est une matrice de MxN photodétecteurs PD1,1 à PDM,N, les entiers M et N pouvant être de l'ordre de quelques dizaines à quelques milliers, un photodétecteur étant désigné par PDm,n, avec 1 <- m <- M et 1 <- n <- N. Chaque photodétecteur PDm,n comprend en face avant un élément photosensible relatif à un élément d'image détecté et appelé pixel PX et en face arrière un circuit de lecture élémentaire CL. Par exemple, un photodétecteur est une photodiode qui génère un courant lorsqu'elle est exposée à un rayonnement infrarouge et son circuit de lecture est activé par une impulsion de polarisation d'un signal de commande SC pendant laquelle un condensateur dans le circuit de lecture accumule une charge électrique. Le courant généré dépend de l'intensité et de la longueur d'onde du rayonnement. Comme montré à la figure 2, la tension de sortie VSm,n du photodétecteur PDm,n après conversion de la tension de réponse VRm,n du photodétecteur en réponse à l'exposition à une source de luminance SL temporellement stable pendant un temps d'exposition donné, appelé ci-après temps d'intégration TI pendant lequel le condensateur dans le circuit de lecture est chargé, c'est-à-dire en réponse à l'exposition à une scène avec une luminance constante, varie linéairement en fonction du temps d'intégration TI,

lorsque celui-ci est compris entre un temps d'intégration minimal Tlminm,n et un temps d'intégration maximal Tlmaxm,n. Les temps d'intégration Tlminm,n et Tlmaxm,n sont des bornes inférieure et supérieure d'un intervalle de variation linéaire de la tension de sortie VSm,n du photodétecteur PDm,n définissant un domaine de fonctionnement linéaire de celui-ci et représenté par un segment d'une droite Dm,n. Par extrapolation linéaire en prolongeant la droite de variation linéaire de tension de réponse Dm,n jusqu'au temps d'intégration nul TI = 0, une tension de correction Vcm,n du photodétecteur PDm,n identifie un décalage en tension ("offset" en anglais) que l'invention estime pour le compenser dans toute tension de réponse numérisée du photodétecteur. De manière surprenante, cette tension de correction ne dérive que très peu dans le temps et est indépendante de la luminance de la source. Elle caractérise essentiellement le circuit de lecture CL du photodétecteur. A priori, les photodétecteurs PD1,1 à PDM,N de l'ensemble EPD présentent des intervalles de variation linéaire de tension de réponse différents (Tlminl,lr Tlmaxl,l) à (TIminM,N, TImaxM,N) et des tensions de correction Vol,' à VcM,N différentes sous une exposition à la source de luminance temporellement stable SL. Cette non-uniformité spatiale des tensions de correction dans l'ensemble de photodétecteurs est compensée par une correction individuelle des tensions de sortie selon l'invention, comme décrit ci-après.

Le système d'imagerie SI comprend également de manière connue un convertisseur analogique-numérique CAN, une mémoire tampon MT et un contrôleur de temps

d'intégration CTI. Le convertisseur CAN convertit en parallèle MxN tensions de réponse analogiques VR1,1 à VRM,N correspondant à des charges des condensateurs de circuit de lecture associés aux photodétecteurs PD1, 1 à PDM,N respectivement en des tensions de sortie numériques VS1,1 à VSM,N. Le contrôleur CTI contrôle des temps d'intégration des photodétecteurs au moyen d'un signal de temps d'intégration impulsionnel STI afin de contrôler la durée d'exposition des photodétecteurs PD1,1 à PDM,N au rayonnement d'une source de luminance SL, telle qu'une scène à analyser, et le cas échéant la périodicité de cette durée d'exposition. Une impulsion du signal STI a une largeur égale au temps d'intégration contrôlé par le contrôleur CTI. Le temps d'intégration peut varier en fonction de caractéristiques de la scène observée. Par exemple, le temps d'intégration TI est adapté à une exposition des photodétecteurs PD1,1 à PDM,N pour une prise d'images photographiques d'une scène à travers une optique de focalisation OF sur le plan d'image duquel est positionné l'ensemble de photodétecteurs EPD. Selon un autre exemple, le temps d'intégration est la largeur d'impulsions périodiques du signal STI ayant la période d'image d'un signal vidéo à générer par le système d'imagerie SI. La mémoire tampon MT conserve les valeurs des tensions de sortie numériques VS1,1 à VSM,N des photodétecteurs PD1,1 à PDM,N après un temps d'intégration TI égal à la largeur d'une impulsion du signal STI.

Le système d'imagerie SI comprend un dispositif de correction de tension de sortie de photodétecteur selon l'invention. Le dispositif comporte un

correcteur de non-uniformités spatiales CNU et un variateur de temps d'intégration VTI. Le correcteur CNU et le variateur VTI sont représentés par des blocs fonctionnels et peuvent être des modules matériels et/ou modules logiciels par exemple implémentés dans un processeur. Les MxN tensions de sortie numériques VS1,1 à VSM,N sont lues dans la mémoire tampon MT et appliquées en parallèle à des entrées du variateur et du correcteur.

Le variateur VTI fournit au moins deux temps d'intégration différents Tlmin et Tlmax déterminant les largeurs de deux impulsions d'un signal de temps d'intégration de correction STIC. Un mélangeur ME mélange le signal STIC et le signal de temps d'intégration impulsionnel STI fourni par le contrôleur CTI en un signal de commande impulsionnel SC appliqué notamment aux circuits de lecture CL de l'ensemble de photodétecteurs EPD. Le variateur VTI fournit également au correcteur CNU des paramètres de correction comme des coefficients de droites de variation linéaire de tension de sortie D1,1 à DM,N.

Selon une réalisation simple, les temps d'intégration Tlmin et Tlmax d'un photodétecteur PDm,n sont sélectionnés dans l'intervalle de linéarité compris entre les temps d'intégration minimal Tlminm,n et maximal Tlmaxm,n, comme montré à la figure 2. Afin de minimiser le nombre de temps d'intégration, le variateur VTI impose des temps d'intégration sélectionnés identiques pour tous les photodétecteurs PD1,1 à PDM,N de l'ensemble EPD. Dans ce cas, le temps d'intégration sélectionné Tlmin est la plus grande des bornes inférieures Tlminl,l à TIminM,N des intervalles de variation linéaire de

tension de sortie des photodétecteurs, et le temps d'intégration sélectionné Tlmax est la plus petite Tlmaxl,l à TImaxM,N des bornes supérieures des intervalles de variation linéaire de tension de sortie des photodétecteurs. Le signal de temps d'intégration de correction STIC comporte alors deux impulsions dont les largeurs sont respectivement égales aux temps d'intégration sélectionnés Tlmin et Tlmax et qui sont mélangés au signal STI, dans le mélangeur ME en le signal de commande impulsionnel SC de sorte que les deux impulsions ne se chevauchent pas avec des impulsions du signal STI, comme montré à la figure 3. Selon un autre exemple, les deux impulsions de largeurs Tlmin et Tlmax sont produites par le variateur VTI préalablement aux impulsions du signal STI pour l'acquisition d'image. Pour les deux temps d'intégration sélectionnés Tlmin et Tlmax, la mémoire tampon MT enregistre les valeurs numérisées VSminm,n et VSmaxm,n de la tension de réponse VRm,n fournie par le circuit de lecture CL de chaque photodétecteur PDm,n via le convertisseur CAN. Le variateur VTI en déduit par extrapolation linéaire une droite Dm,n passant par les deux points (Tlmin, VSminm,n) et (Tlmax, VSmaxm,n) , et le correcteur détermine une tension de correction Vcm,n pour le photodétecteur PDm,n à l'intersection de la droite Dm,n et l'axe des ordonnées (0, VSm,n) Vcm,n = VSminm,n - Tlmin (VSmaxm,n - VSminm,n) / (Tlmax - Tlmin).

En réponse à chaque impulsion du signal de commande SC, le correcteur CNU corrige alors la tension de sortie VSm,n du photodétecteur PDm,n en fonction de la tension de correction déterminée Vcm,n, et produit une tension corrigée VSCm,n = VSm,n -

Vcm,n appliquée au reste d'une chaîne d'acquisition d'image dans le système d'imagerie SI. Plus généralement, pour chaque impulsion du signal STIC de largeur Tlmin, Tlmax, la mémoire tampon MT conserve les valeurs numérisées VSminl,l à VSminM,N, VSmaxl, l à VSmaxM,N des tensions de sortie de tous les photodétecteurs de l'ensemble EPD pendant le temps d'intégration respectif Tlmin, Tlmax. Le correcteur CNU détermine par extrapolation linéaire des tensions de correction Vc1,1 (VSminl,l, VSminl,l) à VcM,N (VSmaxM,N, VSmaxM,N) respectivement pour les photodétecteurs PD1,1 à PDM,N. Le correcteur CNU corrige alors les tensions de sortie des photodétecteurs respectivement en fonction des tensions de correction Vol,' à VcM,N. Afin que les tensions de sortie soient évaluées sous une luminance constante de l'exposition des photodétecteurs, c'est-à-dire avec une source de luminance SL stable temporellement, les impulsions du signal STIC correspondant aux temps d'intégration différents Tlmin et Tlmax sont rapprochées. Par exemple les temps d'intégration Tlmin et Tlmax sont moins de dix millisecondes environ et l'intervalle de temps entre ceux-ci est de quelques millisecondes environ. La brièveté de cet intervalle de temps permet d'utiliser des sources de luminance passives dont la stabilité de la luminance est garantie sur cet intervalle de temps. Typiquement, pour une observation dans l'infrarouge, un matériau de grande inertie thermique non soumis à un éclairage direct peut suffire, comme par exemple l'intérieur d'un cache amovible ou escamotable qui est placé devant l'optique OF du système d'imagerie SI avant une prise de vue.35

Selon une variante, le système d'imagerie SI peut disposer déjà en propre, par exemple par modification du contrôleur de temps d'intégration CTI, d'au moins deux temps d'intégration différents Tlmin et Tlmax compris dans l'intervalle de variation linéaire de tension de réponse commun aux photodétecteurs pour les luminances auxquelles ils seront exposés. Dans cette variante, l'adjonction du variateur VTI n'est pas obligatoire. Le correcteur CNU a alors préenregistré par exemple en laboratoire les tensions de correction Vol,' à VcM,N.

Selon une réalisation plus perfectionnée, le variateur VTI fournit au moins trois temps d'intégration différents, ou plus généralement plusieurs temps d'intégration différents TI1 à TIK compris sensiblement dans l'intervalle de variation linéaire de tension de sortie commun aux photodétecteurs, K étant un entier par exemple au moins égal à 10. Le signal de temps d'intégration de correction STIC possède ainsi K impulsions de largeurs différentes TI1 à TIK qui sont entrelacées avec les impulsions utiles du signal STI en le signal de commande impulsionnel SC.

Le variateur VTI de l'invention sert à autodéterminer une stabilité temporelle de la source de luminance SL et à rejeter des tensions de sortie prises en dehors du domaine de linéarité (Tlminm,n, Tlmaxm,n) de chaque photodétecteur PDm,n. Ces propriétés émergent du fait que les mesures comprises dans le domaine de linéarité d'un photodétecteur doivent être alignées et que la qualité de l'alignement est mesurable lorsque le variateur dispose de plus de deux temps d'intégration.

En référence à la figure 4, le procédé de correction de tension de sortie selon l'invention pour générer des tensions de correction Vol,' à VcM,N relatives aux photodétecteurs PD1,1 à PDM,N comprend des étapes El à E13 pour chaque photodétecteur PDm,n. Les étapes El à E13 sont réalisées en parallèle pour les MxN photodétecteurs PD1,1 à PDM,N comme indiqué à l'étape El. Par ailleurs, on suppose que l'on recourt à K temps d'intégration différents TI1 à TIK compris dans un intervalle de variation linéaire de tension de sortie prédéterminé (Tlmin, Tlmax) commun aux photodétecteurs. Comme indiqué aux étapes E2 à E5 exécutées par le variateur de temps d'intégration VTI, un indice k compris entre 1 et K est incrémenté en réponse à chaque impulsion du signal de temps d'intégration de correction STIC ayant une largeur prédéterminée TIk. La tension de sortie VSkm,n sortant du photodétecteur PDm,n après une accumulation de charge dans le condensateur de son circuit de lecture pendant le temps prédéterminée TIk est évaluée dans le convertisseur analogique-numérique CAN et mémorisée dans la mémoire tampon MT à l'étape E3. Après l'étape E5, le variateur VTI a mémorisé K tensions de sortie VSlm,n à VSKm,n• A l'étape E6, le variateur VTI détermine une droite Dm,n de la forme VSm,n = a TI + b, comme montré à la figure 2. a et b sont des coefficients de la droite Dm,n qui sont déterminés par régression linéaire sur l'ensemble des points (TI1, VSlm,n) à (TIK, VSKm,n) ayant pour coordonnées les temps d'intégration prédéterminés et les tensions de sortie évaluées à l'étape E3, c'est-à-dire en minimisant la somme des écarts de ces points à la droite. Le

variateur VTI calcule la moyenne MYm,n des écarts des points (TI1, VSlm,n) à (TIK, VSKm,n) à la droite Dm,n obtenue par régression linéaire, à l'étape E7. Initialement le nombre Np des points est égal au nombre K de temps d'intégration prédéterminés. Le variateur VTI compare la moyenne MYm,n à un seuil de tolérance Th, à l'étape E8. Le seuil de tolérance peut être de l'ordre du bruit temporel sur l'évaluation des tensions de sortie.

Si la moyenne MYm,n est supérieure au seuil de tolérance Th à l'étape E8, les deux points parmi les points (TI1, VSlm,n) à (TIK, VSKm,n) les plus éloignés de la droite déterminée Dm,n sont rejetés à l'étape E9. Puis si le nombre de points restants Np Np - 2 de l'ensemble des points (TI1, VSlm,n) à (TIK, VSKm,n) est au moins égal à un nombre prédéterminé Nb au moins égal à trois à l'étape E10, les étapes E6, E7 et E8 sont exécutées pour déterminer une autre droite Dm,n à la place de la précédente. A l'étape E10, si le nombre de points restants Np est inférieur au nombre prédéterminé Nb, le procédé de correction est terminé ce qui signifie que les tensions de sortie évaluées VSlm,n à VSKm,n sont trop fluctuantes et la source de luminance SL présentée au système d'imagerie SI est beaucoup trop instable temporellement pendant la période K recouvrant les temps d'intégration différents TI1 à TIK. Cette instabilité temporelle de la source de luminance peut être signalée par un voyant ou un afficheur commandé par le variateur VTI. Si après une ou plusieurs exécutions des étapes E6 à E8 de manière récurrente, la moyenne MYm,n est inférieure ou égale au seuil de tolérance Th à l'étape E8, le variateur VTI transmet les paramètres a et b de la droite Dm,n au correcteur de non-

uniformités spatiales CNU. Le correcteur CNU détermine, à l'étape E12, la tension de correction Vcm,n pour le photodétecteur PDm,n à l'intersection de l'axe des ordonnées (0, VS) et de la droite Dm,n dont l'équation a été déterminée par régression linéaire à la dernière étape exécutée E6, comme précédemment décrit en référence à la figure 2. Dans le correcteur CNU à l'étape E13, la tension de correction déterminée Vcm,n est soustraite à la tension de sortie VSm,n du photodétecteur PDm,n lue dans la mémoire tampon MT en réponse à une impulsion ultérieure du signal STI générée par le contrôleur CTI pour appliquer une tension corrigée VSCm,n = VSm,n - Vcm,n au reste de la chaîne d'acquisition d'image dans le système d'imagerie SI. Plus généralement, si après une exécution de l'étape E8, toutes les moyennes MY1,1 à MYcM,N sont inférieures ou égales au seuil de tolérance Th à l'étape E8, le correcteur CNU produit en parallèle à l'étape E13 des tensions corrigées VSC1,1 = VS1,1 - Vc1,1 à VSCM,N = VSM,N - VCM,N. Le variateur VTI et le correcteur CNU dans le dispositif de l'invention sont ainsi utilisés pendant le fonctionnement du système d'imagerie SI puisque la validité de l'évaluation des tensions corrigées dans le circuit de lecture CL est garantie. Étant donné que la durée nécessaire à la mise en oeuvre du procédé de l'invention peut aisément être très courte, par exemple inférieure à 10 ms, l'exigence de stabilité temporelle de la source de luminance SL est du même ordre ce qui permet d'utiliser l'invention très fréquemment. En conséquence, les performances opérationnelles du système d'imagerie seront très peu affectées.

Le procédé tel que décrit ci-dessus peut être réitéré par exemple périodiquement dans le système d'imagerie SI.

Selon une réalisation plus perfectionnée, une fois acquis la valeur des tensions de correction du circuit de lecture des photodétecteurs, toutes les procédures évoquées selon la technique antérieure peuvent être alors utilisées pour améliorer la qualité de la correction. Pour assurer l'indépendance de la correction par rapport au temps d'intégration, il est alors nécessaire de corriger les courants parcourant les photodétecteurs respectivement par des gains de courant et des courants de correction. Le courant à corriger de chaque photodétecteur est obtenu en soustrayant à la tension de réponse du photodétecteur la tension de correction, puis en divisant cette différence de tension par le temps d'intégration et en la multipliant par la capacité du condensateur du circuit de lecture du photodétecteur. Ces deux nouveaux paramètres, le courant de correction et le gain de courant, étant beaucoup plus stables que ceux utilisés par les autres méthodes selon la technique antérieure, l'utilisation de l'étalonnage en usine devient possible si on ne parvient les corréler par une mesure physique, par exemple la température des photodétecteurs infrarouges. Il suffit alors de sélectionner le courant de correction et le gain de courant correspondant à la mesure pour obtenir une correction d'excellente qualité.

L'invention décrite ici concerne un procédé et un dispositif pour corriger la tension de sortie d'au moins un photodétecteur PDm,n en réponse à

l'exposition à une source de luminance SL pendant un temps donné. Selon une implémentation, les étapes du procédé de l'invention sont déterminées par les instructions d'un programme d'ordinateur incorporé dans le dispositif. Le programme comporte des instructions de programme qui, lorsque ledit programme est exécuté dans le dispositif dont le fonctionnement est alors commandé par l'exécution du programme, réalisent les étapes du procédé selon l'invention. En conséquence, l'invention s'applique également à un programme d'ordinateur, notamment un programme d'ordinateur enregistré sur ou dans un support d'enregistrement lisible par un ordinateur et tout dispositif de traitement de données, adapté à mettre en oeuvre l'invention. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable pour implémenter le procédé selon l'invention. Le support d'enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 - Procédé pour corriger une tension de sortie d'un photodétecteur (PDm,n) en réponse à l'exposition à une source de luminance (SL) pendant un temps donné (TI), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de . évaluer (E3) des tensions de sortie (VSminm,n, VSmaxm,n) du photodétecteur pendant au moins deux temps prédéterminés (Tlmin, Tlmax) compris dans un intervalle de variation linéaire de tension (Tlminm,n, Tlmaxm,n) déterminer (E6, E12) par extrapolation linéaire une tension de correction (Vcm,n) pour un temps nul en fonction des temps prédéterminés et des tensions de sortie évaluées, et corriger (E13) la tension de sortie (VSm,n) du photodétecteur en fonction de la tension de correction.

2 - Procédé conforme à la revendication 1, selon lequel des tensions de sortie (VSkm,n, VSkm,n) du photodétecteur sont évaluées (E3) pendant plus de deux temps prédéterminés (TIk) compris dans l'intervalle de variation linéaire de tension, et la tension de sortie (VSm4n) est déterminée (E6, E12) par régression linéaire en fonction des temps prédéterminés et des tensions de sortie évaluées.

3 - Procédé conforme à la revendication 2, comprenant de manière récurrente un calcul (E7) de la moyenne (MYm,n) des écarts de points (TIk, VSkm,n) ayant pour coordonnées les temps prédéterminés et les tensions de sortie évaluées à une droite (Dm,n) déduite de la régression linéaire, un rejet (E9) de deux points les plus éloignés de la droite si la moyenne est supérieure à un seuil (Th), et si le nombre (Np) de points restants après le rejet des deux points est au moins égal à un nombre (Nb) au moins égal à trois, une détermination par régression linéaire (E6) d'une autre droite (Dm,n) en fonction des temps prédéterminés et des tensions de sortie évaluées correspondant aux points restants (Np).

4 - Procédé conforme à la revendication 3, comprenant une indication (E11) que la source de luminance (SL) est instable temporellement si la moyenne (MYm,n) est supérieure au seuil (Th) et si le nombre (Np) de points restants est inférieur audit nombre (Nb) au moins égal à trois.

5 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, pour corriger des tensions de sortie de plusieurs photodétecteurs (PDm,n) en réponse à l'exposition à la source de luminance (SL) pendant le temps donné (TI), les temps prédéterminés (TIk) étant compris entre la plus grande (Tlmin) des bornes inférieures (Tlminm,n) et la plus petite (Tlmax) des bornes supérieures (Tlmaxm,n) d'intervalles de variation linéaire de tension de sortie des photodétecteurs.

6 - Dispositif pour corriger une tension de sortie d'un photodétecteur (PDm,n) en réponse à l'exposition à une source de luminance (SL) pendant un temps donné (TI), caractérisé en ce qu'il comprend : un moyen (CAN, MT) pour évaluer des tensions de sortie (VSminm,n, VSmaxm,n) du photodétecteur pendant au moins deux temps prédéterminés (Tlmin, Tlmax) compris dans un intervalle de variation linéaire de tension (Tlminm,n, Tlmaxm,n) , un moyen (VTI, CNU) pour déterminer par extrapolation linéaire une tension de correction (Vcm,n) pour un temps nul en fonction des temps prédéterminés et des tensions de sortie évaluées, et un moyen (CNU) pour corriger la tension de sortie (VSm,n) du photodétecteur en fonction de la tension de correction.

7 - Dispositif pour corriger des tensions de sortie de plusieurs photodétecteurs (PDm,n) en réponse à l'exposition à une source de luminance (SL) pendant le temps donné (TI), caractérisé en ce qu'il comprend : un moyen (CAN, MT) pour évaluer des tensions de sortie (VSkm,n) des photodétecteurs pendant au moins deux temps prédéterminés (TIk) compris dans des intervalles de variation linéaire de tension de sortie (Tlmin, Tlmax) des photodétecteurs, un moyen (VTI) pour déterminer par régression linéaire des tensions de correction (Vcm,n) pour un temps nul pour les photodétecteurs respectivement en fonction des temps prédéterminés et des tensions de sortie évaluées, et un moyen (CNU) pour corriger les tensions de sortie (VSm4n) des photodétecteurs respectivement en fonction des tensions de correction.

8 - Programme d'ordinateur apte à être mis en oeuvre dans un dispositif pour corriger une tension de sortie d'au moins un photodétecteur (PDm,n) en réponse à l'exposition à une source de luminance (SL) pendant un temps donné (TI), ledit programme étant caractérisé en ce qu'il comprend des instructions qui, lorsque le programme est exécuté dans le dispositif, réalisent les étapes de : évaluer (E3) des tensions de sortie (VSminm,n, VSmaxm,n) du photodétecteur pendant au moins deux temps prédéterminés (TImin, Tlmax) compris dans un intervalle de variation linéaire de tension (TIminm,n, TImaxm,n) déterminer (E6, E12) par extrapolation linéaire une tension de correction (Vcm,n) pour un temps nul en fonction des temps prédéterminés et des tensions de sortie évaluées, et corriger (E13) la tension de sortie (VSm,n) du photodétecteur en fonction de la tension de correction.15