FR3081585A1 - Systeme de production d'image d'un conducteur d'un vehicule et systeme embarque associe - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système de production d'image d'un conducteur d'un véhicule, comprenant : - un capteur d'images (9) comprenant un réseau de filtres optiques (171, 172, 173, 174) avec des premiers éléments filtrants (171) transmettant dans l'infrarouge, et une matrice (19) de pixels photosensibles (21), dont une première portion reçoit une première partie du rayonnement électromagnétique transmise par les premiers éléments filtrants (171), - un calculateur apte à composer une première image du conducteur et à déterminer un niveau d'inaptitude à la conduite du conducteur. Le réseau de filtres optiques (171, 172, 173, 174) comprend des deuxièmes éléments filtrants (172, 173, 174) transmettant dans le visible ; une deuxième portion des pixels photosensibles (21) reçoit une composante transmise par les deuxièmes éléments filtrants (172, 173, 174). Le calculateur est apte à composer une deuxième image du conducteur à partir de la deuxième portion des pixels photosensibles.
Description
Système de production d’image d’un conducteur d’un véhicule et système embarqué associé
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention concerne de manière générale le domaine des systèmes de détection d’un conducteur d’un véhicule.
Elle concerne plus particulièrement un système de production d’image d’un conducteur de véhicule et un système embarqué associé, équipant par exemple un véhicule.
Arriere-plan technologique
II est connu d’acquérir des images d’un conducteur d’un véhicule automobile grâce à un dispositif de capture d’images situé dans l’habitacle du véhicule et dirigé vers le visage du conducteur. Un tel dispositif de capture d’images permet notamment de déterminer l’état d’inaptitude à la conduite du conducteur.
Pour cela, le dispositif de capture d’images peut comprendre un capteur d’images sensible au rayonnement infrarouge dirigé vers le visage du conducteur. Les images capturées sont ensuite traitées et analysées par un calculateur qui détermine l’état d’inaptitude à la conduite du conducteur par exemple en suivant la direction du regard du conducteur au cours du temps.
Objet de l’invention
Dans ce contexte, la présente invention propose un système de production d’image d’un conducteur d’un véhicule, comprenant :
- un capteur d’images comprenant :
- un réseau de filtres optiques recevant un rayonnement électromagnétique et comprenant des premiers éléments filtrants, aptes à transmettre une première partie du rayonnement électromagnétique située dans l’infrarouge,
- une matrice de pixels photosensibles comprenant une pluralité de pixels photosensibles, chacun des pixels photosensibles étant apte à générer un signal électrique représentatif de l’intensité lumineuse du rayonnement électromagnétique qu’il reçoit, et dans laquelle une première portion des pixels photosensibles est disposée de façon à recevoir la première partie du rayonnement électromagnétique transmise par les premiers éléments filtrants,
- un calculateur apte à composer une première image du conducteur à partir des signaux électriques générés par la première portion des pixels photosensibles et à déterminer un niveau d’inaptitude à la conduite du conducteur à partir de cette première image au moins.
Selon l’invention :
- le réseau de filtres optiques comprend en outre des deuxièmes éléments filtrants, aptes chacun à transmettre au moins une composante d’une deuxième partie du rayonnement électromagnétique située dans le visible,
- une deuxième portion des pixels photosensibles est disposée de façon à recevoir la composante transmise par les deuxièmes éléments filtrants, et
- le calculateur est en outre apte à composer une deuxième image du conducteur à partir des signaux électriques générés par la deuxième portion des pixels photosensibles.
Le système de détection de l’invention permet ainsi d’augmenter les possibilités d’acquisition d’image sans augmenter l’encombrement du véhicule. En effet, les véhicules sont souvent déjà équipés d’un capteur d’image infrarouge permettant de détecter le conducteur. Ici, un unique capteur d’image permet d’acquérir non seulement une image infrarouge, mais aussi une image couleur dans le visible. L’image infrarouge peut être utilisée pour la détection du conducteur. L’image couleur est plus agréable à visualiser pour l’œil humain et contient plus d’informations qu’une image infrarouge (habituellement affichée en niveau de gris). L’image couleur peut donc être acquise à des fins multiples, par exemple elle peut être utilisée pour communiquer avec un appareil électronique distant, par exemple dans le cadre d’une téléconférence, ou bien encore être gardée en mémoire pour des raisons de sécurité, et récupérée par la suite par un utilisateur constituant ainsi une « photo souvenir » permettant d’immortaliser un trajet.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du système de production d’image conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- il est en outre prévu un élément d’illumination émettant, en direction du conducteur, un faisceau lumineux infrarouge,
- le niveau d’inaptitude est un niveau de somnolence ou un niveau de distraction,
- les premiers éléments filtrants présentent une première bande spectrale de transmission comprise entre 700 nm et 1100 nm,
- les deuxièmes éléments filtrants présentent une deuxième bande spectrale de transmission comprise entre 400 nm et 700 nm,
- les deuxièmes éléments filtrants comprennent des éléments filtrants rouges présentant une bande passante rouge transmettant des longueurs d’onde comprises au moins entre 550 nm et 700 nm,
- les deuxièmes éléments filtrants comprennent des éléments filtrants verts présentent une bande passante verte transmettant des longueurs d’onde comprises au moins entre 450 nm et 650 nm,
- les deuxièmes éléments filtrants comprennent des éléments filtrants bleus présentent bande passante bleue transmettant des longueurs d’onde comprises par exemple entre 400 nm et 550 nm, - les deuxièmes éléments filtrants présentent une deuxième bande spectrale de transmission comprise entre 400 nm et 1100 nm,
- les deuxièmes éléments filtrants comprennent des éléments filtrants rouges présentant une bande passante rouge transmettant des longueurs d’onde comprises au moins entre 550 nm et 700 nm et une première bande passante infrarouge transmettant des longueurs d’onde comprises entre 700 nm et 1100 nm,
- les deuxièmes éléments filtrants comprennent des éléments filtrants verts présentant une bande passante verte transmettant des longueurs d’onde comprises au moins entre 450 nm et 650 nm et une seconde bande passante infrarouge transmettant des longueurs d’onde comprises entre 700 nm et 1100 nm,
- les deuxièmes éléments filtrants comprennent des éléments filtrants bleus présentant une bande passante bleue transmettant des longueurs d’onde comprises entre 400 nm et 550 nm et une troisième bande passante infrarouge transmettant des longueurs d’onde comprises entre 700 nm et 1100 nm,
- le réseau de filtres optiques est bidimensionnel et présente une succession de premiers types de ligne et de deuxièmes types de ligne,
- le premier type de ligne comprend une alternance de deux éléments filtrants parmi les deuxièmes éléments filtrants,
- le deuxième type de ligne comprend une alternance du premier élément filtrant et d’un troisième élément filtrant parmi les deuxièmes éléments filtrants, le troisième élément filtrant étant différent des deux éléments filtrants du premier type de ligne,
- le premier type de ligne comprend une succession d’éléments filtrants verts, d’éléments filtrants rouges, d’éléments filtrants verts et d’éléments filtrants bleus,
- le deuxième type de ligne comprend une alternance de premiers éléments filtrants et d’éléments filtrants verts,
- il est en outre prévu un module de mémorisation apte à mémoriser la deuxième image.
L’invention propose également un système embarqué pour véhicule comprenant le système de production d’image et comprenant en outre un module de télécommunication, le module de télécommunication étant apte à transmettre la deuxième image à un appareil électronique distant.
Description detaillee d’un exemple de realisation
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
- la figure 1 représente schématiquement en coupe un véhicule automobile comprenant un système de détection conforme à l’invention,
- la figure 2 représente schématiquement un premier exemple d’agencement d’un réseau de filtres optiques ainsi qu’une matrice de pixels photosensibles d’un capteur d’image du système de détection de la figure 1,
- la figure 3 représente schématiquement un deuxième exemple d’agencement réseau de filtres optiques ainsi qu’une matrice de pixels photosensibles d’un capteur d’image du système de détection de la figure 1,
- la figure 4 représente l’efficacité quantique d’un premier exemple du capteur d’image de la figure 2 et/ou de la figure 3,
- la figure 5 représente l’efficacité quantique d’un deuxième exemple du capteur d’image de la figure 2 et/ou de la figure 3,
- la figure 6 représente une image infrarouge et une image couleur obtenues par le système de détection de la figure 1.
Sur la figure 1, on a représenté les éléments principaux d’un système de détection 1 d’un conducteur 3 d’un véhicule 5 (ici un véhicule automobile) selon l’invention.
Le système de détection 1 est situé dans un habitacle 7 du véhicule 5, éventuellement dans une région voisine d’un pare-brise du véhicule 5, en étant par exemple intégré à la planche de bord du véhicule.
Le système de détection 1 est conçu pour acquérir au moins une image du visage du conducteur et pour traiter et analyser cette image. Pour cela, le système de détection 1 comprend un capteur d’image 9, par exemple une caméra, un élément d’illumination 11 et un calculateur 13. Ces éléments peuvent être réunis au sein d’un même boîtier dédié ; en variante, le calculateur 13 peut être situé à distance du capteur d’image 9 et/ou de l’élément d’illumination 11 et peut alors échanger des données avec le capteur d’image 9 et l’élément d’illumination 11 par exemple via un réseau embarqué.
Le capteur d’image 9 est conçu pour générer une image d’une zone de détection 14 lui faisant face. Ici le capteur d’image 9 est dirigé de sorte à ce que la zone de détection comprenne au moins le visage du conducteur 3 quand celui-ci est assis sur le siège conducteur.
L’élément d’illumination 11 émet un faisceau lumineux 15 en direction de la zone de détection 14. Ici, le visage du conducteur 5 est donc illuminé par le faisceau lumineux 15. Afin que le conducteur 3 ne soit pas perturbé par le faisceau lumineux 15, sa longueur d’onde fait partie du domaine de l’infrarouge. Illuminer le visage du conducteur 3 permet d’améliorer la qualité des images capturées dans l’infrarouge, ainsi que d’utiliser le capteur d’image 9 de jour comme de nuit.
Comme cela est visible sur les figures 2 et 3, le capteur d’image 9 comprend un réseau de filtres optiques 171, 172, 173, 174 ainsi qu’une matrice 19 de pixels photosensibles 21.
Le réseau de filtres optiques 171, 172, 173, 174 est apte à recevoir un rayonnement électromagnétique provenant de la zone de détection 14, par exemple collecté par un système optique (non représenté), et à le transmettre partiellement à la matrice 19 de pixels photosensibles 21.
Le réseau de filtres optiques 171, 172, 173, 174 comprend une pluralité d’éléments filtrants 171, 172, 173, 174. Les éléments filtrants 171, 172, 173, 174 sont par exemple fabriqués classiquement à partir d’une résine translucide apte à absorber une partie seulement du spectre du rayonnement électromagnétique reçu.
Plus précisément, le réseau de filtres optiques 171, 172, 173, 174 comprend des premiers éléments filtrants 171, adaptés à transmettre une première partie du spectre du rayonnement électromagnétique située dans l’infrarouge. Par infrarouge, on entend ici que les premiers éléments filtrants 171 présentent une première bande spectrale de transmission située majoritairement dans une plage de longueurs d’onde s’étendant de 700 nm à 1100 nm.
La transmission peut être continue ou discontinue, c’est-à-dire que les premiers éléments filtrants 171 peuvent transmettre un continuum de longueurs d’ondes ou certaines longueurs d’ondes seulement dans la première bande spectrale de transmission.
Ainsi, la première partie du spectre du rayonnement électromagnétique est constituée uniquement de longueurs d’onde appartenant à la première bande spectrale de transmission.
Le réseau de filtres optiques 171, 172, 173, 174 comprend en outre des deuxièmes éléments filtrants 172, 173, 174 adaptés chacun à transmettre une composante d’une deuxième partie du rayonnement électromagnétique située dans le visible. Par visible, on entend ici que les deuxièmes éléments filtrants 172, 173, 174 présentent une deuxième bande spectrale de transmission dans la plage de longueurs d’onde s’étendant de 400 nm à au moins 700 nm.
La transmission peut être continue ou discontinue, c’est-à-dire que les deuxièmes éléments filtrants 172, 173, 174 peuvent transmettre un continuum de longueurs d’ondes ou certaines longueurs d’ondes seulement dans la deuxième bande spectrale de transmission.
Ainsi, la deuxième partie du rayonnement électromagnétique est constituée uniquement de longueurs d’onde appartenant à la deuxième bande spectrale de transmission.
Les deuxièmes éléments filtrants 172, 173, 174 comprennent ici des éléments filtrants rouges 172, des éléments filtrants verts 173 et des éléments filtrants bleus 174.
Les termes « rouge », « vert », « bleu » sont utilisés dans leur sens commun. Les valeurs des bandes passantes rouge, verte et bleue énoncées ci après sont données à titre d’exemple non limitatif.
Selon un premier exemple du réseau de filtres optiques 171, 172, 173, 174, la deuxième bande spectrale de transmission est comprise entre 400 nm et 700 nm.
Selon ce premier exemple, les éléments filtrants rouges 172 présentent une bande passante rouge transmettant la composante de la deuxième partie du rayonnement électromagnétique présentant des longueurs d’onde comprises par exemple majoritairement entre 550 nm et 700 nm.
Les éléments filtrants verts 173 présentent une bande passante verte transmettant la composante de la deuxième partie du rayonnement électromagnétique présentant des longueurs d’onde comprises par exemple majoritairement entre 45 nm et 650 nm.
Les éléments filtrants bleus 174 présentent une bande passante bleue transmettant la composante de la deuxième partie du rayonnement électromagnétique présentant des longueurs d’onde comprises par exemple majoritairement entre 400 nm et 550 nm.
Selon un deuxième exemple du réseau de filtres optiques 171, 172, 173, 174, la deuxième bande spectrale de transmission couvre le visible et se prolonge dans l’infrarouge. La deuxième bande spectrale de transmission est par exemple comprise sur une plage de longueurs d’onde s’étendant par exemple de 400 nm à 1100 nm.
Ainsi, les éléments filtrants rouges 172 présentent une bande passante rouge 172 transmettant des longueurs d’onde comprises par exemple majoritairement entre 550 nm et 700 nm et une première bande passante infrarouge transmettant des longueurs d’onde comprises entre 700 nm et 1100 nm.
Les éléments filtrants verts 173 présentent une bande passante verte transmettant des longueurs d’onde comprises par exemple majoritairement entre 450 nm et 650nm et une seconde bande passante infrarouge transmettant des longueurs d’onde comprises par exemple majoritairement entre 700 nm et 1100 nm. Les éléments filtrants bleus 174 présentent une bande passante bleue transmettant les longueurs d’onde comprises par exemple majoritairement entre 400 nm et 550 nm et une troisième bande passante infrarouge transmettant des longueurs d’onde comprises par exemple majoritairement entre 700 nm et 1100 nm.
Le réseau de filtres optiques 171, 172, 173, 174 est par exemple du type filtre de Bayer, où les éléments filtrants 171, 172, 173, 174 sont agencés en alternance selon des lignes et des colonnes.
Selon un premier exemple d’agencement des éléments filtrants 171, 172, 173, 174 représenté sur la figure 2, un premier type de ligne 16 est composé d’une alternance d’éléments filtrants verts 173 et d’éléments filtrants rouges 172. Un deuxième type de ligne 18 est composé d’une alternance d’éléments filtrants bleus 174 et de premiers éléments filtrants (éléments filtrants infrarouge) 171. Le réseau de filtres optiques 171, 172, 173, 174 est lui-même composé d’une alternance du premier type de ligne 16 et du deuxième type de ligne 18.
Selon un deuxième exemple d’agencement éléments filtrants 171, 172, 173, 174 représenté sur la figure 3, le premier type de ligne 16 est composé d’une succession d’éléments filtrants verts 173, d’éléments filtrants rouges 172, d’éléments filtrants verts 173 et d’éléments filtrants bleus 174. Le deuxième type de ligne 18 est composé d’une alternance de premiers éléments filtrants (éléments filtrants infrarouge) 171 et d’éléments filtrants verts 173. Comme cela sera expliqué ci-après, le deuxième exemple d’agencement est particulièrement bien adapté à la sensibilité de l’œil humain.
La matrice 19 comprend une pluralité de pixels photosensibles 21.
De façon générale, un pixel photosensible 21 comprend un substrat semi-conducteur apte à convertir le rayonnement électromagnétique qu’il reçoit en électrons par effet photoélectrique et selon sa plage de sensibilité spectrale. Le nombre d’électrons émis dépend du nombre de photons reçus et donc de l’intensité du rayonnement électromagnétique incident.
Les électrons émis sont, dans un premier temps, stockés au niveau de chaque pixel photosensible 21. Puis, les électrons stockés sont transférés et collectés grâce à un registre à décalage (non représenté) associé à la matrice 19.
Les électrons collectés sont ensuite convertis en signal électrique, ici une tension dont la valeur est fonction du nombre d’électrons collectés.
Chaque pixel photosensible 21 est donc apte à générer un signal électrique représentatif de l’intensité lumineuse du rayonnement électromagnétique qu’il reçoit.
Chaque signal électrique reste associé au pixel photosensible 21 qui l’a généré et donc à une position bien définie sur la matrice 19 ce qui permettra par la suite de constituer une image.
Les détails du procédé de conversion du rayonnement électromagnétique en signal électrique dépendent du type de capteur (par exemple CCD ou CMOS) et ne seront pas décrits avec plus de précision.
La plage de sensibilité spectrale d’un pixel photosensible 21 dépend des propriétés physiques du substrat semi-conducteur dont il est composé. En conséquence, l’effet photoélectrique se produit seulement quand la longueur d’onde du rayonnement électromagnétique tombe dans la plage de sensibilité spectrale du pixel photosensible 21.
Ici, les pixels photosensibles 21 présentent une plage de sensibilité spectrale s’étendant au moins de 400 nm à 1100 nm, c’est-à-dire dans le visible et l’infrarouge.
Dans le capteur d’image 9, chaque pixel photosensible 21 est disposé de façon à recevoir le rayonnement électromagnétique transmis par un seul des éléments filtrants 171,172, 173, 174.
La matrice 19 comprend donc, d’une part, une première portion de pixels photosensibles 21 disposée de façon à recevoir la première partie du rayonnement électromagnétique transmise par les premiers éléments filtrants 171, c’est-à-dire un rayonnement infrarouge.
D’autre part, la matrice 19 comprend une deuxième portion de pixels photosensibles 21 disposée de façon à recevoir la composante du deuxième partie du rayonnement électromagnétique transmise par les deuxièmes éléments filtrants 172, 173, 174, c’est-à-dire soit un rayonnement rouge en provenance d’un des éléments filtrants rouge 172, soit un rayonnement vert en provenance d’un des éléments filtrants verts 173, ou soit un rayonnement bleu en provenance d’un des éléments filtrants bleus 174.
Les figures 4 et 5 représentent des graphiques de l’efficacité quantique du capteur d’image 9, c’est-à-dire le rapport entre le nombre d’électrons collectés et le nombre de photons incidents sur la matrice 19 de pixels photosensibles 21. Sur ces graphiques, l’axe des abscisses représente la longueur d’onde λ du rayonnement électromagnétique en nanomètres, et l’axe des ordonnées représente l’efficacité quantique EQ en %.
Une première courbe 23 montre l’efficacité quantique des pixels photosensibles 21 associés aux éléments filtrants infrarouges 171. Une deuxième courbe 25 montre l’efficacité quantique des pixels photosensibles 21 associés aux éléments filtrants rouges 172. Une troisième courbe 27 montre l’efficacité quantique des pixels photosensibles 21 associés aux éléments filtrants verts 173. Une quatrième courbe 29 montre l’efficacité quantique des pixels photosensibles 21 associés aux éléments filtrants bleus 174.
La figure 4 illustre l’efficacité quantique du capteur d’image 9 équipé du premier exemple de réseau de filtres optiques 171, 172, 173, 174 dont la deuxième bande spectrale s’étend de 400 nm à 700 nm.
Chaque courbe 23, 25, 27, 29 présente un pic à quatre longueurs d’ondes différentes, soient respectivement infrarouge, rouge, verte et bleue (environ 810 nm, 620 nm, 550 nm, et 450 nm, respectivement). Ceci montre bien que le capteur 9 du système de détection 1 est sensible au rayonnement électromagnétique dans le visible et dans l’infrarouge.
La figure 5 illustre l’efficacité quantique du capteur d’image 9 équipé du deuxième exemple de réseau de filtres optiques 171, 172, 173, 174, dont la deuxième bande spectrale couvre le visible et se prolonge dans l’infrarouge. En d’autres termes, chacun des éléments rouges 172, verts 173 et bleus 174 transmettent aussi le rayonnement infrarouge.
Les deuxième courbe 25, troisième courbe 27 et quatrième courbe 29 présentent donc chacune, en plus des pics déjà observés sur la figure 4, un rebond dans l’infrarouge.
Le calculateur 13 est apte à composer une première image 31, illustrée sur la figure 6, du visage du conducteur 3 à partir des signaux électriques générés par la première portion des pixels photosensibles 21. On désignera dans la suite la première image 31 : image infrarouge 31.
Une telle image infrarouge 31 est formée d’une matrice de pixels images 33. À chaque pixel image 33 est associée une valeur de luminance basée sur la valeur des signaux électriques qui correspond à l’intensité du rayonnement électromagnétique infrarouge mesurée par un pixel photosensible placé derrière un premier élément filtrant en provenance d’une direction particulière de la zone de détection 14. Pour cela, le calculateur 13 est apte à mettre en œuvre des algorithmes d’interpolation permettant de constituer une image infrarouge 31 « complète » bien que seul un pixel photosensible 21 sur quatre capture un rayonnement infrarouge.
Le calculateur 13 est ensuite apte à procéder à une analyse de l’image infrarouge 31, ou d’une séquence d’images infrarouges 31, afin d’identifier le visage du conducteur 3 et/ou certaines zones du visage du conducteur 3 et de déterminer un niveau d’inaptitude à la conduite du conducteur 3. Le niveau d’inaptitude à la conduite comprend par exemple un niveau de somnolence du conducteur 3 ou bien encore un niveau de distraction du conducteur 3.
Le calculateur 13 détermine par exemple le niveau de somnolence du conducteur 3 en identifiant les zones de l’image infrarouge 31 correspondant aux yeux du conducteur 3 et en mesurant la durée et/ou la fréquence de clignement des yeux du conducteur 3.
Le calculateur 13 détermine par exemple le niveau de distraction du conducteur 3 en déterminant la posture de la tête du conducteur 3 et l’évolution de cette posture au cours du temps.
Le calculateur 13 peut également évaluer (par analyse de l’image infrarouge 31, ou d’une séquence d’images infrarouges 31) et utiliser, pour déterminer le niveau de distraction et/ou le niveau de somnolence, la direction de regard du conducteur 3 ou l’évolution de cette direction de regard au cours du temps.
Le calculateur 13 peut également évaluer (par analyse de l’image infrarouge 31, ou d’une séquence d’images infrarouges 31) et utiliser, pour déterminer le niveau de distraction et/ou le niveau de somnolence, le diamètre de la pupille d’au moins un œil du conducteur 3 (et précisément les variations de ce diamètre).
Le calculateur 13 est de plus adapté à composer une deuxième image 35, illustrée sur la figure 6, du visage du conducteur 3 à partir des signaux électriques générés par la deuxième portion des pixels photosensibles 21. On désignera dans la suite la deuxième image 35 : une image couleur 35.
Une telle image couleur 35 est formée d’une matrice de pixels images (non représentés). À chaque pixel image est associée une valeur de luminance basée sur la valeur des signaux électriques qui correspond à l’intensité du rayonnement électromagnétique visible reçu en provenance d’une direction particulière de la zone de détection 14.
Pour cela le calculateur 13 compose dans un premier temps trois canaux monochromes en se basant sur les signaux électriques générés par les pixels photosensibles 21.
Plus précisément, le calculateur 13 compose un canal rouge 37 à partir des signaux électriques générés par les pixels photosensibles associés aux éléments filtrants rouges 172.
Le calculateur 13 compose un canal vert 39 à partir des signaux électriques générés par les pixels photosensibles associés aux éléments filtrants verts 173.
Le calculateur 13 compose un canal bleu 41 à partir des signaux électriques générés par les pixels photosensibles associés aux éléments filtrants verts 174.
Chacun des canal rouge 37, canal vert 39 et canal bleu 41 est une image en niveau de gris de la couleur du canal respectif et de même taille (c’est-à-dire comprenant le même nombre de pixels images) que l’image couleur 35.
A nouveau, le calculateur 13 met en en œuvre des algorithmes d’interpolation permettant de composer des canal rouge 37, canal vert 39 et canal bleu 41 « complets >> bien que seul un pixel photosensible 21 sur quatre capture un rayonnement rouge, vert et bleu respectivement.
De façon générale, l’œil humain est sensible au rayonnement vert à 72 %, au rayonnement rouge à 21% et au rayonnement bleu à 7%. Ainsi, il est commun que les caméras couleur de l’art antérieur comprennent deux éléments filtrants verts 173 pour un élément filtrant rouge 172 et un élément filtrant bleu 174, la maximisation de la résolution sur le canal vert permettant de maximiser la résolution perçue de l’image couleur 35.
Selon le premier exemple d’agencement , le capteur d’image 9 ne possède qu’un seul élément filtrant vert 173 pour un élément filtrant rouge 172 et un élément filtrant bleu 174. Avantageusement, le calculateur 13 met en œuvre des algorithmes d’interpolation permettant de minimiser l’impact du nombre réduit d’éléments filtrants verts 173.
Enfin, pour élaborer l’image couleur 35, le calculateur 13 met en œuvre des algorithmes permettant de combiner la luminance des canal rouge 37, canal vert 39 et canal bleu 41 pour chaque pixel image. On obtient ainsi une information de luminance globale et de chrominance globale de l’image.
Selon le deuxième exemple d’agencement, le capteur d’image 9 possède deux éléments filtrants verts 173 pour un élément filtrant rouge 172 et un élément filtrant bleu 174, ainsi qu’un élément filtrants vert 173 pour un premier élément filtrant 171 infrarouge.
Le deuxième exemple d’agencement permet d’augmenter la résolution sur le canal vert, par rapport au canal bleu 41 et au canal rouge 37, Cette diminution du nombre d’éléments filtrants rouges 172 et d’éléments filtrants bleus 174 par rapport au nombre d’éléments filtrants verts 173 affecte la chrominance globale de l’image couleur 35, mais permet d’augmenter la résolution sur le canal vert, par rapport au canal bleu 41 et au canal rouge 37, et ainsi d’augmenter la résolution de l’image couleur 35.
La résolution de l’image infrarouge 31 est la même que pour le premier exemple d’agencement. Selon l’exemple où la deuxième bande spectrale des deuxièmes éléments 172, 173, 174 couvre le visible et l’infrarouge, le calculateur 13 peut traiter l’image couleur 35 en soustrayant l’image infrarouge 31 à chacun des canal rouge 37, canal vert 39 et canal bleu 41. La soustraction de l’image infrarouge 31 permet d’obtenir des valeurs représentatives du rayonnement électromagnétique effectivement reçu dans le visible.
Le capteur d’image 9 peut en outre être équipé d’un filtre passe-bande (non représenté) transmettant une première bande passante dans le visible bleue pour des longueurs d’onde comprises par exemple majoritairement entre 400 nm et 650 nm, et une deuxième bande passante dans l’infrarouge pour des longueurs d’onde comprises par exemple majoritairement entre 820 nm et 920 nm.
L’utilisation d’un tel filtre passe-bande, dont les deux bandes passantes ne se chevauchent pas, permet d’isoler de manière claire une partie du signal électrique généré par le rayonnement électromagnétique visible et une partie du signal électrique généré par le rayonnement électromagnétique infrarouge. La soustraction de l’image infrarouge à chacun des canal rouge 37, canal vert 39 et canal bleu 41 est facilitée, et la qualité de l’image couleur 35 est améliorée.
Puis, le calculateur 13 procède à l’analyse de l’image couleur 35, ou d’une séquence d’images couleur 25. Le calculateur 13 peut par exemple à nouveau déterminer le niveau d’inaptitude du conducteur 3 à la conduite ou bien encore détecter des informations supplémentaires.
L’image couleur 35 peut être utilisée dans d’autres applications.
Le calculateur 13 peut par exemple transmettre l’image couleur 35, ou séquence d’images couleur 35 à un module de télécommunication 43 du véhicule
5. Le module de télécommunication 43 peut transmettre l’image couleur 35, ou séquence d’images couleur 35 à un appareil électronique distant, par exemple un mobile multifonction ou un ordinateur, par exemple via un émetteur wifi. L’image 5 couleur 35 ou la séquence d’image couleur 35 peut alors être utilisée dans le cadre d’une téléconférence, par exemple une visioconférence.
Le calculateur 13 peut en outre enregistrer l’image couleur 35, ou séquence d’images couleur 35 dans une mémoire 45 du véhicule 5 et éventuellement les transmettre ultérieurement.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Système de production d’image (1) d’un conducteur (3) d’un véhicule, comprenant :- un capteur d’images (9) comprenant :- un réseau de filtres optiques (171, 172, 173, 174) recevant un rayonnement électromagnétique et comprenant des premiers éléments filtrants (171), aptes à transmettre une première partie du rayonnement électromagnétique située dans l’infrarouge,- une matrice (19) de pixels photosensibles (21) comprenant une pluralité de pixels photosensibles (21), chacun des pixels photosensibles (21) étant apte à générer un signal électrique représentatif de l’intensité lumineuse du rayonnement électromagnétique qu’il reçoit, et dans laquelle une première portion des pixels photosensibles (21) est disposée de façon à recevoir la première partie du rayonnement électromagnétique transmise par les premiers éléments filtrants (171),- un calculateur (13) apte à composer une première image (31) du conducteur (3) à partir des signaux électriques générés par la première portion des pixels photosensibles (21) et à déterminer un niveau d’inaptitude à la conduite du conducteur (3) à partir de cette première image (31) au moins, caractérisé en ce que :- le réseau de filtres optiques (171, 172, 173, 174) comprend en outre des deuxièmes éléments filtrants (172, 173, 174), aptes chacun à transmettre au moins une composante d’une deuxième partie du rayonnement électromagnétique située dans le visible,- une deuxième portion des pixels photosensibles (21) est disposée de façon à recevoir la composante transmise par les deuxièmes éléments filtrants (172, 173, 174), et- le calculateur (13) est en outre apte à composer une deuxième image (35) du conducteur (3) à partir des signaux électriques générés par la deuxième portion des pixels photosensibles (21).
- 2. Système de production d’image (1) selon la revendication 1, comprenant en outre un élément d’illumination (11) émettant, en direction du conducteur (3), un faisceau lumineux infrarouge.
- 3. Système de production d’image (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le niveau d’inaptitude est un niveau de somnolence ou un niveau de distraction.
- 4. Système de production d’image (1) selon l’une des revendications 1 à3, dans lequel les premiers éléments filtrants (171) présentent une première bande spectrale de transmission comprise entre 700 nm et 1100 nm.
- 5. Système de production d’image (1) selon l’une des revendications 1 à4, dans lequel les deuxièmes éléments filtrants (172, 173, 174) présentent une deuxième bande spectrale de transmission comprise entre 400 nm et 700 nm.
- 6. Système de production d’image (1) selon l’une des revendications 1 à5, dans lequel les deuxièmes éléments filtrants (172, 173, 174) comprennent des éléments filtrants rouges (172) présentant une bande passante rouge transmettant des longueurs d’onde comprises au moins entre 550 nm et 700 nm, des éléments filtrants verts (173) présentent une bande passante verte transmettant des longueurs d’onde comprises au moins entre 450 nm et 650 nm et des éléments filtrants bleus (174) présentent bande passante bleue transmettant des longueurs d’onde comprises par exemple entre 400 nm et 550 nm.
- 7. Système de production d’image (1) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel les deuxièmes éléments filtrants (172, 173, 174) présentent une deuxième bande spectrale de transmission comprise entre 400 nm et 1100 nm.
- 8. Système de production d’image (1) selon l’une des revendications 1 à 4 et 7, dans lequel les deuxièmes éléments filtrants (172, 173, 174) comprennent des éléments filtrants rouges (172) présentant une bande passante rouge transmettant des longueurs d’onde comprises au moins entre 550 nm et 700 nm et une première bande passante infrarouge transmettant des longueurs d’onde comprises entre 700 nm et 1100 nm, des éléments filtrants verts (173) présentant une bande passante verte transmettant des longueurs d’onde comprises au moins entre 450 nm et 650 nm et une seconde bande passante infrarouge transmettant des longueurs d’onde comprises entre 700 nm et 1100 nm, et des éléments filtrants bleus (174) présentant une bande passante bleue transmettant des longueurs d’onde comprises entre 400 nm et 550 nm et une troisième bande passante infrarouge transmettant des longueurs d’onde comprises entre 750 nm et 1100 nm.
- 9. Système de production d’image (1) selon l’une des revendication 1 à 8, dans lequel le réseau de filtres optiques (171, 172, 173, 174) est bidimensionnel et présente une succession de premiers types de ligne (16) et de deuxièmes types de ligne (18), le premier type de ligne (16) comprenant une alternance de deux éléments filtrants parmi les deuxièmes éléments filtrants (172, 173, 174), et le deuxième type de ligne (18) comprenant une alternance du premier élément filtrant (171) et d’un troisième élément filtrant parmi les deuxièmes éléments filtrants (172, 173, 174), le troisième éléments filtrant étant différent des deux éléments filtrants du premier type de ligne (16).
- 10. Système de production d’image (1) selon l’une des revendication 1 à 8, dans lequel le réseau de filtres optiques (171, 172, 173, 174) est bidimensionnel et présente une succession de premiers types de ligne (16) et de deuxièmes types de ligne (18), le premier type de ligne (16) comprenant une succession d’éléments filtrants verts (173), d’éléments filtrants rouges (172), d’éléments filtrants verts (173) et d’éléments filtrants bleus (174), et le deuxième type de ligne (18) comprend une alternance de premiers éléments filtrants (171) et d’éléments filtrants verts (173).
- 11. Système de production d’image (1) selon l’une des revendications 1 à 10, comprenant en outre un module de mémorisation (45) apte à mémoriser la deuxième image (35).
- 12. Système embarqué pour véhicule comprenant le système de production d’image selon l’une des revendications 1 à 11 et comprenant en outre un module de télécommunication (43), le module de télécommunication (43) étant apte à transmettre la deuxième image (35) à un appareil électronique distant.
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Citations (4)
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-
2018
- 2018-05-23 FR FR1854330A patent/FR3081585B1/fr active Active
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Also Published As
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|---|---|
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