FR2968499A1

FR2968499A1 - Procede d'utilisation d'un capteur d'image.

Info

Publication number: FR2968499A1
Application number: FR1004737A
Authority: FR
Inventors: Michel Tulet; Xavier Sembely
Original assignee: Astrium SAS
Current assignee: Airbus Defence and Space SAS
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2012-06-08
Anticipated expiration: 2030-12-06
Also published as: WO2012076784A1; US20130258106A1; EP2649789A1; FR2968499B1

Abstract

Un procédé d'utilisation d'un capteur d'image comprend deux séquences simultanées de saisie d'images. La première séquence correspond à une saisie d'images d'observation, et la seconde séquence correspond à une saisie d'images dédiées à la détection d'un bougé des images d'observation. Les images dédiées à la détection du bougé sont restreintes à des fenêtres qui sont au moins en partie contenues dans une fenêtre principale des images d'observation. En outre, lesdites images dédiées à la détection du bougé sont saisies à une fréquence supérieure à une fréquence des images d'observation.

Description

PROCEDE D'UTILISATION D'UN CAPTEUR D'IMAGE La présente invention concerne un procédé d'utilisation d'un capteur d'image, ainsi qu'un capteur d'image et un dispositif de saisie d'image adaptés pour mettre en oeuvre un tel procédé. De plus en plus, les missions d'observation terrestre ou de reconnaissance nécessitent d'obtenir des images avec une résolution très fine. Il peut s'agir notamment de missions d'observation qui sont réalisées à partir d'un satellite, celui-ci pouvant être un satellite à orbite basse, un satellite géostationnaire, ou un satellite sur une orbite intermédiaire circulaire ou elliptique. Par exemple, une résolution inférieure à 1 mètre peut être demandée pour des images qui sont saisies à partir d'un satellite à basse altitude, et une résolution inférieure à 50 mètres pour des images saisies à partir d'un satellite géostationnaire. Or, pour de telles conditions d'imagerie, la résolution qui est obtenue est limitée par les variations de la ligne de visée du système d'imagerie utilisé, qui se produisent pendant la durée d'exposition qui est mise en oeuvre pour saisir chaque image d'observation. De telles variations involontaires de la ligne de visée peuvent avoir des causes multiples, telles que des vibrations qui sont produites par des parties mobiles présentes à bord du satellite, comme les systèmes de contrôle d'attitude du satellite, notamment. Ces vibrations provoquent à leur tour des déformations à haute fréquence du système d'imagerie, qui contribuent elles-mêmes en plus aux variations de la ligne de visée. Dans le jargon de l'Homme du métier, ces variations involontaires de la ligne de visée pendant l'exposition de chaque saisie d'image sont désignées par «bougé d'image» («image jitter» en anglais). Diverses méthodes ont déjà été proposées, pour caractériser ou mesurer le bougé d'image. La plupart d'entre elles sont basées sur la saisie à haute fréquence de données qui caractérisent les variations de la ligne de visée pendant chaque exposition. Pour cela, un dispositif de métrologie est ajouté au système d'imagerie, pour constituer une référence inertielle ou pseudo-inertielle. Or les dispositifs à base de gyroscopes ou d'accéléromètres ne permettent pas de détecter des vibrations dont les fréquences sont aussi 2968499 -2- élevées que celles qui interviennent à bord d'un satellite, ni ne permettent de détecter les contributions des déformations du système d'imagerie lui-même aux variations de la ligne de visée. Des dispositifs de métrologie par laser ont aussi été proposés pour 5 constituer la référence pseudo-inertielle. Des images d'un faisceau laser de référence sont alors saisies et traitées à cadence élevée, pour caractériser les vibrations et déformations du système d'imagerie pendant chaque exposition de saisie d'image d'observation. Mais l'ajout au système d'imagerie d'un tel dispositif à laser qui constitue une référence pseudo-inertielle rend plus 10 complexes la conception et la réalisation de ce système. Son prix de revient est alors augmenté, ainsi que son poids, ce qui est particulièrement pénalisant lorsque le système d'imagerie est destiné à être embarqué à bord d'un satellite, notamment par rapport au coût de lancement du satellite. Il a encore été proposé d'acquérir et de traiter à haute cadence, 15 pendant l'exposition qui est réalisée pour chaque image d'observation, des images d'étoiles qui constituent des repères fixes du fait de leur éloignement. Un capteur d'image secondaire est alors dédié à la saisie de ces images d'étoiles, séparément du capteur d'image principal qui est dédié à la saisie des images d'observation. Mais la structure globale du système d'imagerie est alors 20 plus complexe, pour combiner les deux capteurs d'image, et le prix de revient de l'ensemble est encore augmenté. Il a notamment été proposé d'utiliser des capteurs d'image dédiés à la détection du bougé d'image, qui soient séparés du système d'imagerie dédié à la fonction d'observation. De tels capteurs de bougé d'image sont conçus pour 25 détecter à haute fréquence des variations de la ligne de visée. Mais il s'agit de capteurs supplémentaires qui augmentent le coût total de l'ensemble d'imagerie. En outre, leurs performances peuvent difficilement être garanties, car elles dépendent de la texture de chaque zone qui est imagée sur ces capteurs de bougé d'image. 30 Un des buts de la présente invention consiste alors à fournir une méthode de caractérisation du bougé d'image qui intervient lors de la saisie d'une image d'observation, pour laquelle les inconvénients précédents sont réduits ou supprimés. En particulier, un premier but de l'invention consiste à caractériser le bougé d'image y compris les composantes de celui-ci qui possèdent des fréquences élevées.

Un second but de l'invention consiste à caractériser le bougé d'image avec les contributions à celui-ci qui résultent des déformations du système d'imagerie d'observation. Un troisième but de l'invention consiste à caractériser le bougé d'image sans augmenter substantiellement le poids total et le prix de revient des systèmes embarqués à bord du satellite ou de l'aéronef, ni augmenter la complexité du système d'imagerie. Un quatrième but de l'invention est de conserver disponible la surface photosensible totale du capteur d'image pour la fonction de saisie des images d'observation.

Enfin, un cinquième but de l'invention consiste à fournir une caractérisation du bougé d'image dans le plus grand nombre possible de circonstances, en particulier même si des parties de l'image qui est formée sur la surface photosensible du capteur présentent un contraste très faible. Pour atteindre ces buts et d'autres, l'invention propose un nouveau procédé d'utilisation d'un capteur d'image qui comprend une matrice de photodétecteurs agencés selon des lignes et des colonnes de cette matrice, et qui comprend en outre plusieurs décodeurs de lignes et plusieurs décodeurs de colonnes, un circuit d'adressage et un séquenceur couplé à la matrice des photodétecteurs par le circuit d'adressage. De cette façon, un fonctionnement individuel de chaque photodétecteur peut être commandé, selon des étapes d'accumulation, de lecture et de réinitialisation. Selon une première caractéristique de l'invention, le procédé comprend une première séquence de saisie d'image, qui est réalisée avec les photodétecteurs d'une première sélection à l'intérieur de la matrice, et qui est répétée à une première fréquence pour saisir une première série d'images à cette première fréquence. Cette première séquence de saisie d'image 3 2968499 -4- comprend une étape d'accumulation, une étape de lecture et une étape de réinitialisation pour chaque photodétecteur de la première sélection. Eventuellement, cette première sélection de photodétecteurs peut correspondre à la totalité des photodétecteurs de la matrice. 5 Selon une seconde caractéristique de l'invention, le procédé comprend en outre une seconde séquence de saisie d'image, qui est réalisée avec les photodétecteurs d'une seconde sélection aussi à l'intérieur de la matrice, et qui est répétée à une seconde fréquence pour saisir une seconde série d'images à cette seconde fréquence. La seconde fréquence est supérieure à la première 10 fréquence, et la première sélection comporte plus de photodétecteurs que la seconde sélection, avec des photodétecteurs qui sont communs aux deux sélections. Selon une troisième caractéristique de l'invention, la seconde séquence de saisie d'image ne comprend pas d'étape de réinitialisation pour 15 chaque photodétecteur qui est commun aux deux sélections. De cette façon, une étape d'accumulation d'un photodétecteur commun aux première et seconde sélections qui est en cours juste avant une étape de lecture exécutée pour ce photodétecteur commun selon la seconde séquence de saisie d'image, est poursuivie juste après cette même étape de lecture exécutée selon la 20 seconde séquence de saisie d'image. Enfin, selon une quatrième caractéristique de l'invention, plusieurs images de la seconde série sont saisies avec les photodétecteurs de la seconde sélection pendant qu'une seule image de la première série est saisie avec les photodétecteurs de la première sélection. 25 Ainsi, l'invention propose de saisir des images selon deux séquences imbriquées, et en utilisant des sélections de photodétecteurs qui sont différentes. La première séquence, à plus basse fréquence de saisie d'image, est destinée à fournir des images d'observation alors que la seconde séquence, à plus haute fréquence, est dédiée à la caractérisation des 30 variations de la ligne de visée, c'est-à-dire du bougé des images d'observation. Une même optique de formation d'image peut facilement être utilisée pour les images de la première série et celles de la seconde série, notamment 2968499 -5- parce que la même matrice de photodétecteurs est utilisée pour ces deux séries. Pour cette raison, le poids total embarqué à bord d'un satellite ou d'un aéronef à partir duquel les images d'observation sont saisies, n'est pas augmenté. La conception de l'optique de formation d'image n'est pas non plus 5 modifiée spécifiquement pour permettre de caractériser le bougé d'image, si bien que le coût de lancement du satellite et le prix de revient du système d'imagerie ne sont pas augmentés significativement. De plus, aussi parce que les images qui sont dédiées à la caractérisation du bougé d'image et celles d'observation peuvent être formées 10 par la même optique et sont saisies par la même matrice de photodétecteurs, le bougé d'image qui est détecté comprend toutes les contributions présentes, non seulement celles qui ont des causes externes au système d'imagerie, mais aussi les contributions des déformations du système d'imagerie lui-même. En outre, la seconde fréquence de saisie d'image n'est limitée que par 15 la fréquence maximale avec laquelle les photodétecteurs de la seconde sélection peuvent être lus sans être réinitialisés. Cette seconde fréquence peut donc être élevée, notamment si le nombre des photodétecteurs de la seconde sélection n'est pas trop grand. Pour cette raison, le procédé de l'invention permet de détecter des variations qui correspondent à des fréquences élevées, 20 à partir des images de la seconde série. En particulier, le procédé de l'invention peut être utilisé pour détecter les variations de la lignée de visée du système d'imagerie qui comprend le capteur d'image. Ces variations sont détectées à partir d'une comparaison entre des positions de motif à l'intérieur des images qui sont saisies 25 successivement selon la seconde séquence de saisie d'image avec les photodétecteurs de la seconde sélection. Des composantes de ces variations de la ligne de visée qui ont des fréquences élevées peuvent ainsi être détectées. Selon une première utilisation d'un procédé selon l'invention, les 30 variations de la lignée de visée qui sont détectées peuvent être utilisées pour commander un système de compensation de ces variations de ligne de visée. Eventuellement, le capteur d'image peut être embarqué à bord d'un 2968499 -6- satellite ou d'un aéronef. Dans ce cas, selon une seconde utilisation de l'invention, les variations de la lignée de visée qui sont détectées peuvent être utilisées pour commander un système de contrôle d'attitude du satellite ou de l'aéronef. 5 L'invention propose aussi le capteur d'image qui comprend la matrice de photodétecteurs, les décodeurs de lignes et de colonnes de cette matrice, le circuit d'adressage, et le séquenceur, et dans lequel ce séquenceur est adapté pour commander les première et seconde séquences de saisie d'image conformément au procédé décrit précédemment. 10 Le séquenceur peut être adapté en outre pour assurer que la seconde sélection de photodétecteurs soit comprise dans la première sélection, et/ou que les photodétecteurs de la seconde sélection soient adjacents entre eux à l'intérieur d'au moins une fenêtre dans la matrice. L'invention propose enfin un dispositif de saisie d'image qui comprend 15 un tel capteur d'image et un module de détection des variations de la ligne de visée. Dans ce dispositif, le module de détection des variations de la ligne de visée est adapté pour comparer des positions de motif à l'intérieur des images qui sont saisies successivement selon la seconde séquence de saisie d'image avec les photodétecteurs de la seconde sélection, et pour détecter ces 20 variations à partir d'un résultat de la comparaison. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 illustre une application de l'invention à un satellite 25 d'observation ; - la figure 2 représente schématiquement une architecture de dispositif de saisie d'image, adaptée pour mettre en oeuvre l'invention ; - la figure 3 montre un exemple de répartition de fenêtres adapté pour l'invention, à l'intérieur d'une matrice de photodétecteurs ; 2968499 -7- - les figures 4a et 5a sont deux diagrammes chronologiques qui illustrent respectivement deux variantes d'un mode séquentiel de saisie d'image, connues de l'art antérieur ; et - les figures 41) et 5b correspondent respectivement aux figures 4a et 5a, 5 pour deux mises en ceuvre de l'invention. Conformément à la figure 1, un système d'imagerie est embarqué à bord d'un satellite S, qui peut être à basse altitude ou géostationnaire en orbite autour de la Terre ou d'une autre planète. Le système d'imagerie comprend, de façon usuelle, une optique de formation d'image 2 et un capteur d'image 1 qui 10 est situé dans un plan de formation d'image de l'optique 2. E désigne l'entrée optique de l'optique 2, et D désigne la ligne de visée du système d'imagerie. La ligne de visée D peut varier pendant une durée d'exposition des photodétecteurs du capteur 1 à cause de vibrations du satellite S dans son ensemble, de vibrations qui sont générées par des parties mobiles présentes à 15 bord du satellite S et qui sont transmises au système d'imagerie, de déformations du système d'imagerie, etc. De telles déformations du système d'imagerie peuvent concerner par exemple l'optique de formation d'image 2, ou modifier la position du capteur 1 par rapport à cette optique 2. Notamment, des vibrations à haute fréquence qui sont subies par le système d'imagerie sont 20 susceptibles de provoquer elles-mêmes des déformations de ce système. Des variations de la ligne de visée D en résultent, qui interviennent pendant la durée d'exposition des photodétecteurs pour saisir une image d'observation. L'invention telle que décrite permet de détecter et de caractériser ces variations de la ligne de visée D. 25 L'invention consiste en une nouvelle utilisation de la matrice de photodétecteurs du capteur d'image 1, qui permet de détecter les variations de la ligne de visée D sans qu'il soit nécessaire d'ajouter un ou plusieurs capteur(s) additionnel(s) formant une référence inertielle ou pseudo-inertielle. L'invention est décrite dans le cadre du mode de saisie d'image à l'aide 30 d'un détecteur matriciel dit «starer» en anglais, lorsque l'image est fixe sur le détecteur pendant la durée de saisie d'image. La matrice de photodétecteurs du capteur d'image 1 comporte des 2968499 -8- lignes et des colonnes adjacentes de photodétecteurs, par exemple plusieurs milliers de photodétecteurs selon les deux directions respectives de ligne et de colonne. Une fenêtre principale est fixée à l'intérieur de cette matrice, pour acquérir les images d'observation. Cette fenêtre principale peut correspondre à 5 l'ensemble de la matrice des photodétecteurs, mais pas nécessairement. Elle constitue la première sélection de photodétecteurs à l'intérieur de la matrice du capteur d'image 1, introduite plus haut dans la partie générale de la description. Selon l'invention, au moins une, de préférence plusieurs fenêtres 10 secondaires sont aussi déterminées à l'intérieur de la matrice de photodétecteurs. Chaque fenêtre secondaire possède un nombre de photodétecteurs qui est inférieur, voire beaucoup plus petit, que celui de la fenêtre principale. Les fenêtres secondaires constituent ensemble la seconde sélection de photodétecteurs à l'intérieur de la matrice du capteur 1. 15 II n'est pas nécessaire que toutes les fenêtres secondaires soient situées à l'intérieur de la fenêtre principale, mais elles possèdent chacune des photodétecteurs en commun avec celle-ci. On pourra considérer dans la suite que les fenêtres secondaires sont restreintes aux photodétecteurs communs, si bien que les fenêtres secondaires peuvent apparaître contenues dans la 20 fenêtre principale. De cette façon notamment, la seconde sélection de photodétecteurs peut être comprise dans la première sélection. De préférence, chaque fenêtre principale ou secondaire contient tous les photodétecteurs voisins dans la matrice du capteur d'image 1 qui sont à l'intérieur d'une limite périphérique de cette fenêtre. En particulier, les 25 photodétecteurs de la seconde sélection peuvent ainsi être adjacents entre eux à l'intérieur de la ou des fenêtres secondaires. Typiquement, chaque fenêtre secondaire peut contenir cent fois moins de photodétecteurs que la fenêtre principale. Le fonctionnement de chaque photodétecteur varie alors selon que ce 30 photodétecteur appartient à une fenêtre secondaire ou est situé dans la fenêtre principale en dehors des fenêtres secondaires. Les photodétecteurs de la fenêtre principale en dehors des fenêtres 2968499 -9- secondaires sont utilisés de façon usuelle, selon une succession d'étapes d'accumulation, aussi appelée étape d'intégration, de lecture et de réinitialisation. Cette succession d'étapes a été appelée première séquence dans la partie générale de cette description. Les images d'observation sont 5 ainsi saisies en dehors des fenêtres secondaires, à une première fréquence lorsque cette première séquence est répétée. Les photodétecteurs des fenêtres secondaires sont utilisés selon une double mise en oeuvre. D'une part, ils sont utilisés conformément à la première séquence de 10 saisie d'image, d'une façon qui est identique aux photodétecteurs de la fenêtre principale qui sont situés en dehors des fenêtres secondaires. La première séquence de saisie d'image, qui produit les images d'observation, est donc exécutée et répétée à la première fréquence pour tous les photodétecteurs de la fenêtre principale. De cette façon, les images d'observation sont complètes à 15 l'intérieur de toute la fenêtre principale. Elles sont appelées première série d'images, et peuvent être saisies selon l'un des modes connus de commande d'un capteur d'image matriciel, notamment le mode instantané («snapshot mode» en anglais), le mode séquentiel («rolling mode») ou le mode progressif («progressive scan mode»). 20 D'autre part, les photodétecteurs des fenêtres secondaires sont utilisés conformément à une seconde séquence de saisie d'image, qui est répétée à une seconde fréquence supérieure à la première fréquence. La seconde séquence de saisie d'image pour chaque photodétecteur des fenêtres secondaires est exécutée en même temps que la première 25 séquence, pendant des durées d'accumulation de cette première séquence. Elle comprend une étape de lecture du photodétecteur, pour saisir le niveau d'accumulation qui est atteint au moment de cette lecture. Toutefois, pour que la saisie d'image selon la première séquence ne soit pas perturbée par celle selon la seconde séquence, il est nécessaire que la seconde séquence ne 30 comporte pas d'étape de réinitialisation du photodétecteur. En particulier, grâce à une telle absence de réinitialisation, le rapport signal-sur-bruit des informations d'image d'observation qui sont lues selon la première séquence 2968499 -10- de saisie d'image n'est pas dégradé dans les fenêtres secondaires, par rapport à sa valeur en dehors de ces mêmes fenêtres secondaires. Ainsi, plusieurs étapes de lecture sont exécutées successivement pour chaque photodétecteur des fenêtres secondaires, selon la seconde séquence de saisie d'image 5 pendant une même étape d'accumulation qui est réalisée selon la première séquence de saisie. Puis cette étape d'accumulation est suivie par l'étape de lecture avec réinitialisation de la première séquence de saisie d'image. De cette façon, en plus de leur utilisation pour saisir l'image d'observation complète, les photodétecteurs de chaque fenêtre secondaire, c'est-à-dire les 10 photodétecteurs de la seconde sélection, fournissent simultanément des images secondaires à la seconde fréquence, dites seconde série d'images. La figure 2 montre l'architecture d'un dispositif de saisie d'image qui permet de mettre en oeuvre le procédé à deux séquences simultanées qui vient d'être décrit. Le capteur d'image 1 comprend de façon usuelle la matrice de 15 photodétecteurs 10, plusieurs décodeurs de lignes 11 notés DEC. LIGNES, plusieurs décodeurs de colonnes 12 notés DEC. COLONNES, un circuit d'adressage 13 noté ADDRESS. et un séquenceur 14 noté SEQ. Ce dispositif permet un adressage individuel des photodétecteurs de la matrice 10. Pour cela, la matrice des photodétecteurs 10 peut être de la technologie CMOS. Le 20 séquenceur 14 est couplé à la matrice 10 par le circuit d'adressage 13, et permet de contrôler le fonctionnement individuel de chaque photodétecteur pour effectuer une succession programmée d'étapes d'accumulation, de lecture et de réinitialisation. Ainsi, le séquenceur 14 est programmé pour commander la première séquence de saisie d'image décrite plus haut à tous 25 les photodétecteurs de la fenêtre principale, et la seconde séquence de saisie d'image en plus de la première séquence aux photodétecteurs des fenêtres secondaires. Il est alors possible de détecter des variations de la lignée de visée D pendant chaque accumulation exécutée pour saisir une image d'observation, 30 en comparant les positions d'au moins un motif à l'intérieur des images qui sont saisies successivement selon la seconde séquence, dans certaines au moins des fenêtres secondaires. Pour cela, le dispositif de saisie d'image comprend en plus une unité de traitement d'image 20, qui comporte elle-même un module de sélection des fenêtres et un module 22 de détection des variations de la ligne de visée D, noté D-DETECTION. Plusieurs stratégies peuvent être mises en ceuvre alternativement par le module 21 pour sélectionner, à l'intérieur de la matrice 10, les fenêtres secondaires pour lesquelles le séquenceur 14 commandera la seconde séquence de saisie d'image. Selon une première stratégie, au moins l'une des fenêtres secondaires qui est utilisée pour les images saisies selon la seconde séquence, est sélectionnée à l'intérieur de la matrice des photodétecteurs 10 à partir d'une image qui a été saisie préalablement selon la première séquence. Autrement dit, une première image est d'abord saisie avec tous les photodétecteurs de la fenêtre principale, et des parties de cette première image sont recherchées pour constituer les fenêtres secondaires qui seront utilisées ensuite pour la seconde séquence de saisie d'image. Les fenêtres secondaires sont alors fixées définitivement pour cette saisie d'image ou pour la séquence de saisies d'images qui concerne une même zone observée. Au moins l'une de ces fenêtres secondaires peut être sélectionnée d'après l'image saisie préalablement en fonction d'un des critères suivants, ou d'une combinaison de ces critères : /i/ une valeur de contraste suffisamment élevée à l'intérieur de la fenêtre 20 pour l'image saisie préalablement ; /ii/ une absence de nuages à l'intérieur de la fenêtre pour l'image saisie préalablement ; et /iii/ lorsque plusieurs fenêtres sont utilisées pour les images saisies selon la seconde séquence, une répartition de ces fenêtres à l'intérieur de la 25 matrice des photodétecteurs 10. Le critère /i/ d'une façon générale et le critère /ii/ dans le cas particulier d'une observation de la surface de la Terre, assurent que les images qui sont saisies ultérieurement selon la seconde séquence dans les fenêtres secondaires contiennent au moins un motif dont les positions successives à 30 l'intérieur de ces images peuvent être comparées entre elles. Le critère /iii/ permet de comparer les déplacements de motifs dans des endroits différents de la fenêtre principale. Il est alors possible d'en déduire une caractérisation du 2968499 -12- mouvement du système d'imagerie pendant chaque accumulation d'image observation, et notamment les variations de la ligne de visée D. En particulier, il est possible de distinguer un mouvement de rotation autour de la ligne de visée D d'un mouvement transversal. 5 Selon une seconde stratégie de sélection des fenêtres secondaires, plusieurs fenêtres plus petites que la fenêtre principale sont fixées a priori, dans chacune desquelles des images sont saisies selon la seconde séquence. Par exemple, une répartition uniforme de petites fenêtres secondaires à l'intérieur de la fenêtre principale peut être adoptée. Les première et seconde 10 séquences de saisie d'image sont alors mises en ceuvre de la façon qui a été décrite. La fenêtre principale est ainsi utilisée pour saisir la première série d'images pour la fonction d'observation, et les fenêtres plus petites sont utilisées pour saisir des secondes séries d'images respectivement avec chacune de ces fenêtres plus petites. Ensuite, l'une au moins de ces fenêtres 15 plus petites est sélectionnée, et les images de la seconde série qui ont été saisies avec cette (ces) fenêtre(s) sélectionnée(s) sont utilisées pour détecter les variations de la ligne de visée D à partir des positions successives de motifs dans cette (ces) fenêtre(s) sélectionnée(s). Autrement dit, la seconde séquence de saisie d'image est réalisée avec un nombre de fenêtres secondaires qui est supérieur au nombre nécessaire, puis une sélection de certaines de ces fenêtres secondaires est effectuée pour déterminer le mouvement du système d'imagerie. Cette sélection a posteriori de la ou des fenêtres secondaires peut être effectuée selon les mêmes critères que ceux qui ont été cités plus haut pour la première stratégie.

La figure 3 représente une répartition des fenêtres secondaires dans la matrice de photodétecteurs 10, comme une telle répartition peut résulter de l'une ou l'autre des deux stratégies qui viennent d'être présentées. Dans cette figure, la référence M10 désigne plus précisément la limite périphérique de la matrice des photodétecteurs 10. La figure montre un exemple de scène terrestre qui est imagée sur la matrice 10. La référence W1 désigne la limite périphérique de la fenêtre principale, et les références W2 désignent les limites périphériques respectives de plusieurs fenêtres secondaires qui sont utilisées pour détecter les variations de la ligne de visée D. Les fenêtres secondaires 2968499 -13- sont situées à l'intérieur de la fenêtre principale, et contiennent des motifs contrastés qui peuvent être repérés dans des images saisies successivement selon la seconde séquence. En particulier, l'une des fenêtres secondaires qui est représentée contient un motif en quadrillage qui est une ville située dans le 5 champ d'observation. Une autre fenêtre secondaire contient un motif en bande qui est une piste d'atterrissage. En outre, les fenêtres secondaires sont assez éloignées les unes des autres à l'intérieur de la fenêtre principale. Evidemment, d'autres stratégies de sélection de fenêtres dans la matrice 10 peuvent être utilisées alternativement à celles qui viennent d'être 10 décrites en détail. Pour une mise en oeuvre de l'invention à bord du satellite S ou d'un aéronef, le module 22 peut être adapté pour transmettre des données qui représentent les variations de ligne de visée D, à un système 30 de contrôle d'attitude du satellite ou de l'aéronef, noté SCAO sur la figure 2.

15 Alternativement ou simultanément, le module 22 peut aussi transmettre ces données à un système de compensation de bougé du système d'imagerie. Un tel système de compensation du bougé est référencé 40 et noté D-COMPENSATION. Il peut permettre de réduire en temps réel les variations de la ligne de visée D pendant les étapes d'accumulation, en compensant les 20 déplacements d'image dans le plan focal qui sont provoqués par les vibrations et les déformations subies par le dispositif de saisie d'image. Enfin, les figures 4 (4a, 4b) et 5 (5a, 5b) montrent deux exemples de réalisation des première et seconde séquences de saisie d'images introduites par l'invention, telles que ces séquences peuvent être commandées 25 chronologiquement par le séquenceur 14. La direction horizontale de ces diagrammes représentent le temps, noté t. Des périodes temporelles respectives de saisie de deux images d'observation successives sont représentées, dans le cadre Cl pour la première, et dans le cadre C2 pour la seconde. Ces images d'observation sont saisies selon le mode séquentiel 30 («rolling») pour toutes les figures 4 et 5, avec une durée d'accumulation qui est inférieure à la période de saisie des images d'observation pour les figures 4a et 4b, et égale à cette dernière pour les figures 5a et 5b. Chaque ligne de la 2968499 -14- matrice 10 est ainsi exposée pendant une durée d'accumulation qui est référencée A(i) pour la ligne i, l'entier naturel i numérotant les lignes de la matrice 10 entre sa première ligne notée 1 et sa dernière ligne notée N. La durée d'accumulation pour chaque ligne i et pour chaque période de saisie 5 d'image d'observation est suivie par une étape de lecture, référencée RO) pour la ligne i. Une réinitialisation des photodétecteurs de la ligne i est effectuée simultanément au début de l'étape de lecture d'image d'observation pour cette même ligne i. Conformément au mode séquentiel, les étapes de lecture R(i) des différentes lignes de photodétecteurs sont décalées progressivement 10 pendant chaque période de saisie d'image d'observation. Les figures 4a et 5a sont des diagrammes chronologiques du mode séquentiel de saisie d'image, tel que connu de l'art antérieur dans ses deux variantes, respectivement à durée d'accumulation inférieure et égale à la période de saisie des images d'observation.

15 Conformément au diagramme de la figure 4b, chaque étape de lecture de ligne RO) peut être suivie par une étape additionnelle Ra de lecture de fenêtre secondaire. De préférence, ces étapes additionnelles de lecture Ra sont dédiées d'une façon équivalente à la lecture de toutes les fenêtres secondaires qui sont utilisées, de sorte que toutes ces fenêtres secondaires 20 soient lues selon la même valeur de seconde fréquence. L'exécution des étapes additionnelles Ra de lecture de fenêtre secondaire est prévue lors de la programmation du séquenceur 14. Pour la clarté de la figure 4b, seules sont indiquées des étapes additionnelles Ra qui sont dédiées au moins en partie à la lecture des portions de la ligne 1 de la matrice de photodétecteurs 10 qui 25 appartiennent à des fenêtres secondaires. Ces affectations des étapes Ra sont représentées par des flèches verticales dans le diagramme. Ces portions de la ligne 1 qui appartiennent aux fenêtres secondaires et qui sont lues pendant les étapes additionnelles Ra ont des hachures resserrées. A partir de cette illustration pour la ligne 1 de photodétecteurs, l'Homme du métier saura 30 poursuivre l'affectation des étapes additionnelles de lecture Ra aux portions des autres lignes de la matrice 10 qui appartiennent aussi aux fenêtres secondaires. Selon l'invention, toutes les portions de lignes de photodétecteurs qui sont lues pendant ces étapes additionnelles Ra ne sont pas réinitialisées au -15- début, pendant ou à l'issue de ces étapes additionnelles Ra. La figure 5b comporte de même des étapes additionnelles Ra, pour la lecture des portions de lignes de la matrice 10 qui appartiennent aux fenêtres secondaires. Ces étapes Ra peuvent encore être effectuées après les étapes de lecture avec réinitialisation des lignes complètes de la matrice 10. Il est bien entendu que l'invention peut être reproduite en modifiant des aspects secondaires de celle-ci par rapport aux modes de mise en ceuvre qui ont été décrits en détail ci-dessus, tout en conservant certains au moins des avantages qui ont été cités. En particulier, il est rappelé que les critères de ~o sélection des fenêtres secondaires, ainsi que le nombre de ces fenêtres, peuvent être adaptés à chaque mission d'observation pour laquelle l'invention est appliquée.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé d'utilisation d'un capteur d'image (1) comprenant une matrice de photodétecteurs (10) agencés selon des lignes et des colonnes de ladite matrice, le capteur d'image comprenant en outre plusieurs décodeurs de lignes (11) et plusieurs décodeurs de colonnes (12), un circuit d'adressage (13) et un séquenceur (14) couplé à la matrice des photodétecteurs par le circuit d'adressage, de façon à commander un fonctionnement individuel de chaque photodétecteur selon des étapes d'accumulation, de lecture et de réinitialisation, le procédé comprenant une première séquence de saisie d'image, réalisée avec des photodétecteurs d'une première sélection à l'intérieur de la matrice (10), et répétée à une première fréquence pour saisir une première série d'images à ladite première fréquence, ladite première séquence de saisie d'image comprenant une étape d'accumulation, une étape de lecture et une étape de réinitialisation pour chaque photodétecteur de la première sélection, et comprenant en outre une seconde séquence de saisie d'image, réalisée avec des photodétecteurs d'une seconde sélection à l'intérieur de la matrice (10), et répétée à une seconde fréquence pour saisir une seconde série d'images à ladite seconde fréquence, dans lequel la seconde fréquence est supérieure à la première fréquence, et la première sélection comporte plus de photodétecteurs que la seconde sélection, avec des photodétecteurs communs aux première et seconde sélections, la seconde séquence de saisie d'image ne comprenant pas d'étape de réinitialisation pour chaque photodétecteur commun aux première et seconde sélections, de sorte qu'une étape d'accumulation d'un photodétecteur commun aux dites première et seconde sélections en cours juste avant une étape de lecture exécutée pour ledit photodétecteur commun selon la seconde séquence de saisie d'image, est poursuivie juste après ladite étape de lecture exécutée selon ladite seconde séquence de saisie d'image, 2968499 -17- plusieurs images de la seconde série étant saisies avec les photodétecteurs de la seconde sélection pendant qu'une seule image de la première série est saisie avec les photodétecteurs de la première sélection.
2. Procédé selon la revendication 1, suivant lequel la seconde 5 sélection de photodétecteurs est comprise dans la première sélection de photodétecteurs.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, suivant lequel les photodétecteurs de la seconde sélection sont adjacents entre eux à l'intérieur d'au moins une fenêtre (W2) dans la matrice (10). 10
4. Procédé selon la revendication 3, comprenant en outre une détection de variations d'une lignée de visée (D) d'un système d'imagerie comprenant le capteur d'image (1), ladite détection étant exécutée à partir d'une comparaison entre des positions de motif à l'intérieur d'images saisies successivement selon la seconde séquence de saisie d'image avec les 15 photodétecteurs de la seconde sélection.
5. Procédé selon la revendication 4, suivant lequel ladite au moins une fenêtre (W2), utilisée pour les images saisies selon la seconde séquence de saisie d'image, est sélectionnée à l'intérieur de la matrice des photodétecteurs (10) à partir d'une image saisie préalablement selon la première séquence de 20 saisie d'image.
6. Procédé selon la revendication 4, suivant lequel la seconde sélection de photodétecteurs comprend plusieurs fenêtres (W2) fixées initialement, puis utilisées pour saisir des images selon la seconde séquence de saisie d'image pour chacune des dites fenêtres, et suivant lequel l'une au 25 moins des dites fenêtres est ensuite sélectionnée, et les images saisies selon la seconde séquence de saisie d'image pour ladite au moins une fenêtre sélectionnée sont utilisées pour détecter les variations de la ligne de visée (D).
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, suivant lequel ladite au moins une fenêtre (W2) sélectionnée est sélectionnée en fonction de : 2968499 -18- /1/ une valeur de contraste d'image à l'intérieur de ladite fenêtre ; /ii/ une absence de nuages dans l'image à l'intérieur de ladite fenêtre ; et /iii/ lorsque plusieurs fenêtres sont sélectionnées, une répartition des dites fenêtres sélectionnées à l'intérieur de la matrice des photodétecteurs 5 (10).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, suivant lequel les variations de la lignée de visée (D) qui sont détectées sont utilisées pour commander un système (40) de compensation des dites variations de la ligne de visée. 10
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, suivant lequel le capteur d'image (1) est embarqué à bord d'un satellite (S) ou d'un aéronef.
10. Procédé selon la revendication 9 et l'une quelconque des revendications 4 à 8, suivant lequel les variations de la lignée de visée (D) qui 15 sont détectées sont utilisées pour commander un système (30) de contrôle d'attitude du satellite (S) ou de l'aéronef.
11. Capteur d'image (1) comprenant une matrice de photodétecteurs (10) agencés selon des lignes et des colonnes de ladite matrice, et comprenant en outre plusieurs décodeurs de lignes (11) et plusieurs décodeurs de 20 colonnes (12), un circuit d'adressage (13) et un séquenceur (14) couplé à la matrice des photodétecteurs par le circuit d'adressage, ledit séquenceur étant adapté pour commander un fonctionnement individuel de chaque photodétecteur selon des étapes d'accumulation, de lecture et de réinitialisation, 25 le séquenceur (14) étant adapté en outre pour commander une première séquence de saisie d'image, réalisée à partir d'une première sélection de photodétecteurs à l'intérieur de la matrice (10), et répétée à une première fréquence pour saisir une première série d'images à ladite première fréquence, ladite première séquence de saisie d'image comprenant une étape 2968499 -19- d'accumulation, une étape de lecture et une étape de réinitialisation pour chaque photodétecteur de la première sélection, et pour commander une seconde séquence de saisie d'image, réalisée à partir d'une seconde sélection de photodétecteurs à l'intérieur de la matrice (10), et 5 répétée à une seconde fréquence pour saisir une seconde série d'images à ladite seconde fréquence, la seconde fréquence étant supérieure à la première fréquence, et la première sélection comportant plus de photodétecteurs que la seconde sélection, avec des photodétecteurs communs aux première et seconde sélections, 10 le séquenceur (14) étant adapté en outre pour que la seconde séquence de saisie d'image ne comprenne pas d'étape de réinitialisation pour chaque photodétecteur commun aux première et seconde sélections, de sorte qu'une étape d'accumulation d'un photodétecteur commun aux dites première et seconde sélections en cours juste avant une étape de lecture exécutée pour 15 ledit photodétecteur commun selon la seconde séquence de saisie d'image, est poursuivie juste après ladite étape de lecture exécutée selon ladite seconde séquence de saisie d'image, de sorte que le capteur d'image (1) soit adapté pour saisir plusieurs images de la seconde série avec les photodétecteurs de la seconde sélection pendant 20 qu'une seule image de la première série est saisie avec les photodétecteurs de la première sélection.
12. Capteur d'image selon la revendication 11, dans lequel le séquenceur (14) est adapté en outre pour que la seconde sélection de photodétecteurs soit comprise dans la première sélection de photodétecteurs. 25
13. Capteur d'image selon la revendication 11 ou 12, dans lequel le séquenceur (14) est adapté en outre pour que les photodétecteurs de la seconde sélection soient adjacents entre eux à l'intérieur d'au moins une fenêtre (W2) dans la matrice (10).
14. Dispositif de saisie d'image comprenant : 2968499 -20- un capteur d'image (1) selon l'une quelconque des revendications 11 à 13;et un module (22) de détection de variations d'une ligne de visée (D) d'un système d'imagerie comprenant ledit dispositif, adapté pour comparer 5 des positions de motif à l'intérieur des images saisies successivement selon la seconde séquence de saisie d'image avec les photodétecteurs de la seconde sélection, et pour détecter les dites variations de ligne de visée à partir d'un résultat de la comparaison.
15. Dispositif selon la revendication 14, comprenant en outre un module 10 (21) de sélection de fenêtre à l'intérieur de la matrice de photodétecteurs (10), et adapté pour exécuter un procédé selon l'une quelconque des revendications 5à7.
16. Dispositif selon la revendication 14 ou 15, dans lequel le module (22) de détection des variations de la ligne de visée (D) est adapté pour 15 transmettre des données représentant les variations de ligne de visée (D), à un système (30) de contrôle d'attitude de satellite (S) ou d'aéronef, ou à un système de compensation de bougé du système d'imagerie.