FR2973630A1 - Procede et dispositif de suppression des artefacts de luminance d'un afficheur d'images - Google Patents

Abstract

Le dispositif comprend un capteur de lumière (6) qui est orienté vers un afficheur d'image (3) et qui en mesure la luminance moyenne. Cette mesure est comparée par un module électronique de commande (8) à une référence et la différence est utilisée pour ajuster la source de lumière de l'afficheur (1). Le dispositif sert à obtenir des stimulations visuelles de contraste spatial pur en éliminant les fluctuations de luminance se produisant de façon transitoire lors des modifications du contenu de l'image. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux tests de vision utilisés en ophtalmologie et en neurophysiologie.

Description

Domaine de l'invention De nombreux tests de vision utilisés en ophtalmologie et en neurophysiologie font appel à des stimulations de contraste spatial présentées à l'aide d'un afficheur d'image.

Il s'agit de stimulations de type renversement de pattern ou de type apparition disparition de pattern. Le pattern est constitué, par exemple, d'un damier de cases alternativement noires et blanches. Dans le cas d'une stimulation de type renversement de pattern, les cases noires deviennent blanches et vice versa. Dans le cas d'une stimulation de type apparition, disparition de pattern, le pattern est substitué à un écran de luminance uniforme et égale à la luminance moyenne du pattern. Ces différents types de stimulations sont utilisés pour obtenir une réponse spécifique des cellules ganglionnaires de la rétine ce qui permet, par exemple, le dépistage précoce et le suivi des patients atteints d'un glaucome ou d'une lésion du nerf optique. Une autre application est la mesure objective de l'acuité visuelle, consistant en la détermination de la plus petite taille des éléments d'un pattern permettant d'obtenir une réponse. Elle est utilisée, en autres, pour mesurer l'acuité visuelle chez les patients non coopérants : enfants en bas âge, personnes handicapées et simulateurs. Les réponses à ces différents types de stimulations peuvent être recueillies de différentes façons : - Par le recueil des signaux électriques générés par la rétine et par le cortex visuel à l'aide d'électrodes de surface : ce sont les examens d'électrorétinographie par pattern (ou ERG pattern) et de potentiels évoqués par pattern (ou PEV pattern) Chez l'animal, par des enregistrements des signaux électriques intracellulaires - Par la mesure de la réflectance ou de la transmission optique des tissus, celles ci étant modifiées par le débit sanguin qui augmente en fonction de l'activité des tissus - Par la mesure de l'absorption du glucose en résonance magnétique nucléaire fonctionnelle. Etat de la technique Les dispositifs de génération de stimulations de contraste spatial doivent être conçus de façon à éviter l'apparition d'un flash de lumière (ou artéfact de luminance) au moment de la transition, qu'elle soit un renversement du pattern, son apparition ou sa disparition. En effet, la présence d'un artéfact de luminance qui se superpose à la stimulation de contraste spatial a pour conséquence qu'il n'est pas possible d'isoler la 2 réponse des cellules ganglionnaires car l'artéfact de luminance entraîne une réponse des autres cellules de la rétine (photorécepteurs, bipolaires, couches internes). L'artéfact de luminance a également pour conséquence qu'il n'est pas possible de mesurer l'acuité visuelle car il induit une réponse même lorsque le pattern de contraste n'est plus détecté.

La société internationale d'électrophysiologie clinique visuelle (ISCEV) a établi des standards pour la réalisation des examens d'ERG pattern et de PEV pattern. Ces standards insistent sur le fait que les stimulations de contraste spatial doivent avoir une luminance moyenne constante, c'est à dire qu'elles ne doivent pas présenter de flash de lumière transitoire au moment du renversement du pattern ou au moment de son apparition ou de sa disparition. La génération de stimulations de contraste spatial est actuellement réalisée à l'aide de dispositifs d'affichage « standards » : écrans cathodiques, écrans à cristaux liquides (LCD), écrans à diodes électroluminescentes (LEDs et OLEDs), projecteurs vidéos. Ces dispositifs sont pilotés par des contrôleurs graphiques dont le rôle est de produire des séquences d'images à partir de programmes informatiques ou de fichiers de données numériques. Avec les écrans cathodiques, le temps de réponse des luminophores est notablement plus court que celui du système visuel, ce qui se traduit en général par l'absence d'artéfact de luminance avec les stimulations de type renversement de pattern, à condition que le pattern soit constitué d'un nombre égal d'éléments noirs et d'éléments blancs. Pour les stimulations de type apparition - disparition de pattern, le problème est plus délicat. Il est nécessaire d'ajuster précisément le niveau de gris de l'image uniforme dont la présentation est alternée avec celle du pattern. Cet ajustement peut varier en fonction de la température, du vieillissement de l'écran et des caractéristiques de la stimulation telles que la taille des éléments du pattern. Il y a alors un risque important d'obtenir des stimulations contaminées par un artéfact de luminance. Avec les écrans LCD, les temps de réponse des cristaux liquides sont sensiblement plus importants ou similaires à ceux du système visuel et, surtout, ils sont asymétriques, c'est-à-dire que le temps de réponse « on » (passage du noir au blanc) est différent du temps de réponse « off » (passage du blanc au noir). Il en résulte un artéfact de luminance important en cas de stimulation par renversement du pattern ou par apparition - disparition du pattern.

Exposé de l'invention La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients présentés par les dispositifs existants. Elle garantit la génération de stimulations de contraste pur, c'est-à-dire ne présentant pas d'effet transitoire de luminance détectable par le système visuel. De plus elle permet de s'affranchir de la nécessité de réglages du dispositif de stimulation par l'opérateur. Selon l'invention, un capteur de lumière est placé devant l'afficheur et orienté vers ce dernier. L'angle de capture de ce capteur est choisi suffisamment large pour fournir une valeur moyenne de la luminance de l'écran.

Selon le procédé de l'invention, la mesure fournie par ce capteur est comparée à une valeur de référence et le signal différentiel est utilisé pour corriger l'intensité de la source d'éclairement de l'afficheur et ainsi asservir la luminance moyenne de l'afficheur à la dite valeur de référence. Le signal capteur ainsi que le signal différentiel sont de plus comparés à des valeurs limites, le résultat de la comparaison étant utilisé pour générer un message d'erreur pour le cas où le dispositif n'est pas à même de réaliser l'asservissement, indiquant par la que l'un des composants de l'asservissement est défaillant ou que les paramètres de la stimulation ne permettent pas le maintien de l'équiluminance. Description de modes de réalisation de l'invention L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé défini précédemment. Un exemple d'exécution est décrit ci après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence au schéma synoptique de la figure 1. Il s'applique au cas d'un afficheur à cristaux liquides de type transmissif. Cet afficheur comprend un rétro éclairage (1) dont le flux lumineux (2) traverse une matrice de cristaux liquides (3) pilotée par son électronique et un contrôleur graphique (4). Le flux lumineux (5) généré par l'afficheur est reçu par la capteur de lumière (6). La mesure (7) du dit capteur est envoyée à un module de contrôle (8). Ce dernier module est réalisé à l'aide d'un microcontrôleur programmable qui numérise le signal analogique du capteur et commande à l'aide d'une modulation d'impulsions de courant (9) le rétro éclairage (1). Pour éliminer les fluctuations de luminance, l'asservissement doit avoir un temps de réponse significativement plus court que la durée des transitions entre différents niveaux de transmission de la matrice de cristaux liquides. Il en résulte le choix d'un capteur de 4 lumière (6) rapide de type photodiode, le choix d'un module de contrôle (8) réalisant un échantillonnage du signal du capteur de luminance à une fréquence supérieure à 10 KHz et le choix d'un rétro éclairage (1) avec un temps de réponse très court, utilisant des diodes électroluminescentes.

Selon l'invention, le procédé comprend une première phase dont le but est de définir la valeur de référence de l'asservissement. Une première solution consiste à imposer une valeur fixe avec pour conséquence une luminance moyenne de l'afficheur identique pour tous les examens réalisés à l'aide du dispositif. Une deuxième solution est mise en oeuvre pour les applications nécessitant des niveaux de luminance connus et variables : le capteur de lumière (6) est étalonné par un relevé des mesures qu'il fournit en fonction de la luminance moyenne de l'afficheur mesurée à l'aide d'un luminance mètre pour différents niveaux de commande (9) du rétro éclairage (1). Cette courbe d'étalonnage permet de définir à partir du niveau de luminance moyen souhaité la valeur de référence de l'asservissement.

Selon l'invention, le procédé comprend une seconde phase dite d'asservissement : le contrôleur graphique (4) génère la séquence d'images qui a été choisie pour le test de vision. A chaque échantillonnage de la mesure du capteur de lumière (6), le module de contrôle (8) compare cette mesure à la référence qui a été définie au cours de la phase d'initialisation. La différence est utilisée pour modifier la largeur des impulsions de courant (9) du rétro éclairage (1). Cette largeur est augmentée si la mesure du capteur est inférieure à la référence et elle est diminuée dans le cas contraire. Selon l'invention, le procédé comprend une fonction supplémentaire qui réalise le contrôle du bon fonctionnement du dispositif La mesure du capteur ainsi que la différence entre la dite mesure et la référence sont comparées à des seuils correspondant aux limites de fonctionnement du dispositif Un signal d'alarme est généré en cas de dépassement de ces seuils. Cette alarme indique à la personne qui réalise l'examen que le dispositif n'est pas en mesure de supprimer l'artéfact de luminance en raison du dysfonctionnement de l'un des éléments de l'asservissement ou de l'utilisation d'une séquence d'images inappropriée.

Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux équipements de test de vision utilisés en ophtalmologie et en neurophysiologie.

Claims (3)

1. REVENDICATIONS1) Procédé de suppression des artéfacts de luminance d'un afficheur d'image (3) comprenant un capteur de lumière (6) et une commande de la source de lumière de l'afficheur (8) caractérisé en ce que le capteur de lumière (6) est orienté vers l'afficheur (3), qu'il en mesure la luminance moyenne, que cette mesure est comparée à une référence et que la différence entre la dite mesure et la référence est utilisée pour ajuster l'intensité lumineuse de la source de lumière de l'afficheur (3) et asservir la luminance moyenne de l'afficheur à la valeur de référence.
2. 2) Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que un signal d'erreur est généré si la mesure du capteur de lumière (6) ainsi que la différence entre la dite mesure et la référence ne sont pas maintenues à l'intérieur de limites prédéfinies.
3. 3) Dispositif de suppression des artéfacts de luminance d'un afficheur d'image comportant un écran d'affichage à cristaux liquides de type transmissif (3), un rétro éclairage à diodes électroluminescentes (1) et un capteur de la lumière (6) caractérisé en ce que le capteur mesure la lumière émise par l'afficheur, que l'intensité lumineuse des diodes électroluminescentes (1) est ajustée en modifiant la largeur d'impulsions de courant (9) injectées dans les diodes électroluminescentes et que cette largeur d'impulsion est déterminée en fonction de la différence entre la mesure du capteur de lumière (6) et une valeur de référence définie au préalable.