WO2007144499A1 - Systeme et procede d'elaboration d'images par juxtaposition - Google Patents

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WO2007144499A1
WO2007144499A1 PCT/FR2007/000968 FR2007000968W WO2007144499A1 WO 2007144499 A1 WO2007144499 A1 WO 2007144499A1 FR 2007000968 W FR2007000968 W FR 2007000968W WO 2007144499 A1 WO2007144499 A1 WO 2007144499A1
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sensor
image
zones
active
passive
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Application number
PCT/FR2007/000968
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Jean-Loup Chretien
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Tietronix Optics
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Definitions

  • the present invention relates to a system and method for producing images containing one or more glare zones, using at least two camera sensors.
  • the aim of the present invention is to propose a system and a method for producing images that are completely visible, even in the case of glare, which better than those previously known to meet the requirements of the practice, particularly in that it proposes a system and a method with digital or analog camera sensors presenting a lower cost than existing anti-glare systems, as well as greater reliability and simplicity of principle, since it allows, in part, the use of existing cameras, while getting a non-degraded image.
  • the invention starts from the idea of decomposing an image into two types of zones, the so-called active zones of an image, which consist of pixels that exceed the saturation level of the optical sensor of the camera used. and which will therefore require optical filtration to be visualized, and so-called passive areas that are not saturated.
  • Another level than the saturation level can be taken as the reference level and correspond to a different defined threshold. In this case, all the pixels whose brightness exceeds said threshold for example potentially adjustable by a user or by a computer.
  • active zone For simplicity we will use the terms active zone and passive zone.
  • a conventional camera with a matrix or linear sensor, operates, it adapts to the ambient luminosity in a manner known per se, in particular by adjusting its diaphragm or gain, without completely resisting glare.
  • this zone is then eliminated to be replaced by a new filtered zone coming for example from a second camera provided with an anti-glare optoelectronic filter, thus providing previously inexistent or inoperable information.
  • this camera does not need to be equipped with a high quality sensor, which contributes to the lower cost of the overall system.
  • the rendered image is, in nominal terms, entirely provided by the first unfiltered standard camera, thus with optimized sensitivity, and in case of glare, supplemented by a second camera (or a sensor), coupled with means for filtering and controlling the division and the juxtaposition of the active and passive images obtained from the one and the other cameras.
  • the invention essentially proposes an image forming system comprising a first camera provided with a first sensor, and a second sensor, characterized in that the system comprises means for identifying the one or more areas of saturated pixels in the event of glare of the first sensor, said zone (s) active (s), means for separating the active areas from the unsaturated zones of the first sensor, said passive zones, means for producing a filter matrix arranged to reduce the quantity of light corresponding to said active zone (s) below a determined threshold, in particular and, for example, saturation threshold F sat , of the second sensor so as to obtaining a visible image of said active zones, and algorithmic image processing means arranged to juxtapose the passive zones of the first sensor and the filtered zones of the second sensor to restore a complete image or sensibly t complete without glare.
  • the contour of the filtered zones of the second sensor are determined from the active zones of the first sensor.
  • Such a system thus makes it possible to qualitatively retain the signals corresponding to the unsaturated zones composing an image, whether or not it contains one or more dazzling zones.
  • the first sensor will thus be able to operate in nominal mode, without any attenuation due to a filter, even transparent, thus allowing a correct operation even in weak light (dusk for example), and this contrary to the existing anti-dazzle systems.
  • the system comprises a single image acquisition optics and dividing means (image separator). radii or "beam-splitter" in the English language) of the image, on the one hand to the first sensor without filtration, and on the other hand to the second sensor after filtration by the filter matrix;
  • the system comprises at least two cameras, namely a first camera provided with the first sensor and a second camera provided with the second sensor and the filter matrix, which makes it possible to overcome the "beam-splitter".
  • the filter matrix is for example a liquid crystal display also called LCD (initial Anglo-Saxon for "Liquid Crystal” Display "), a micromirror array or DMD (Anglo-Saxon initials standing for” Digital Micro Device ”) or a Micro Electromechanical System (MEMS) screen (MEMS for "Micro Electro Mechanical System”), placed in front of the second sensor, whose cells are controlled according to an algorithm filtration previously calculated according to the input intensity; the filtration algorithm is arranged to form a black ⁇ blocking screen of the pixels corresponding to the pixels of the passive zones of the first sensor.
  • LCD liquid crystal display
  • DMD Anglo-Saxon initials standing for" Digital Micro Device
  • MEMS Micro Electromechanical System
  • the filtration algorithm is arranged to form a black ⁇ blocking screen of the pixels corresponding to the pixels of the passive zones of the first sensor.
  • the filter matrix is arranged to fully blog the activation of the pixels belonging to the passive zones seen by the second sensor.
  • the matrix for example an LCD matrix becomes completely opaque and only the 'first sensor is used to provide the final image.
  • the means for producing the filter matrix are controlled by the first sensor
  • the means for producing the filter matrix are controlled by the second sensor
  • the means for producing the filter matrix are controlled by a third sensor.
  • This third sensor may possibly be integrated in the first or second sensor, as would be the case with a sensor "proposed by the Japanese company SONY, called” double scan sensor "under the reference ICX212BK.
  • the first sensor is arranged to supply to the identification means the elements generating the separations into active zones and passive zones; the system further comprises means for a separate adjustment of the images obtained on the two sensors.
  • each zone and / or all the zones can still be made, such as for example a zoom on one and / or the other of the zones (in particular a zone - active) or sensitivities (or gains ) different for each sensor;
  • the system comprises means arranged to allow a partial overlap between active zones and passive zones, between first and second sensors, during the juxtaposition;
  • the system comprises a feedback circuit arranged to eliminate the parts of areas filtered or corrected excessively.
  • a control signal transmitted to the filter matrix for example an LCD matrix
  • generating an excessive result for example making the matrix insufficiently filtering or filtering too much.
  • the corresponding image pixels on the second sensor are then either too white or too black.
  • this loop is for example a feedback circuit of the second sensor to the algorithmic processing means controlling the matrix.
  • the simplest algorithm consists for example in a correction - in constant increments to each image, until obtaining a high threshold value (excessive high signal correction) or low (excessive excessive signal correction) .
  • centroids can thus be the starting point for the initialization of the feedback loop.
  • the invention also proposes the anti-glare device corresponding to the filter associated with the second sensor and the necessary calculation means, for example in the form as described above. It is then, for example, in the form of a second camera to be paired with the first camera, for example commercial, to obtain the system described above.
  • the invention also proposes a method for implementing the system as described above.
  • a method for producing an image by a first camera provided with a first sensor and a second sensor characterized in that it comprises the following steps: the area or zones of saturated pixels are identified in case of glare of the first sensor, called active zones, the active zones are separated from the unsaturated zones of the first sensor, referred to as passive zones, a filter matrix arranged to reduce the amount of light corresponding to the active zone or zones below is developed; a predetermined threshold, and more particularly the saturation threshold F sat of the second sensor, so as to obtain a visible image of said active areas, the contour of the filtered areas of the second sensor being for example and advantageously determined from the active areas of the first sensor, and the image is processed to juxtapose the passive zones of the first sensor and the filtered areas of the second sensor, to restore an image c complete or substantially complete without glare.
  • the image is advantageously captured by means of a single optic, and the optical beam coming from the image is divided by said optic by directing it on the one hand to the first sensor without filtration and on the other hand. secondly to the second sensor after filtration by the filter matrix.
  • a filter is placed in front of the second sensor, the cells of which are programmed according to a filtration algorithm, the filter being for example provided by an LCD screen advantageously corrected by a feedback circuit.
  • This filter can be controlled by the first sensor, the second sensor or by a third sensor.
  • the opaque spot of the filter for example LCD
  • the opaque spot of the filter should be specially aligned with the dazzling source seen by the second sensor.
  • This problem will be all the greater as the distance to the light source is small (parallax problem).
  • it is necessary to perform a precise mechanical assembly.
  • the alignment mask or matrix filter / sensor is corrected by performing steps of scanning by a dark field of the screen in Ox and Oy, to identify the positioning of the active zone, then add or program the mask vis-à-vis the light source used for said calibration.
  • it is based on the following principle:
  • the sensor is first placed in front of a uniform and dark field at a distance sufficient for the error induced by the difference between this distance and the normal distance of use to be acceptable.
  • a light source is then placed in the center of this field. It is sized to have on the sensor a regular shape of small dimensions, and adjusted power to be just below the threshold of "blooming".
  • the video output of the equipment is connected to a block for converting the video signal into an electrical signal.
  • the filter surface is gradually darkened from Xo and parallel to the Y axis, the electrical signal received being then the sum of the signal of the dark field VMax and the signal of the light source.
  • the electrical signal begins to decrease from VMax to finish at Vo (Xb), passing through a mean value Vm in Xm.
  • the system is then arranged to keep in memory this value Xm, even more precise measurements can be obtained through several round trips.
  • the same procedure parallel to the X axis is then followed, so as to obtain the average value Vm in Ym.
  • the mask corresponding to the source. is then moved on the surface, from its initial position (Xi, Yi) to the corrected position (Xm, Ym). It is then verified that the final voltage value is equal to or close to the value Vo measured in Xb.
  • the dark area is of substantially less width than that of the source (for example a single line of blackened pixels of the filter).
  • the output signal goes through a minimum corresponding to one of the coordinates of the center of the source (Xm or Ym in the previous mode).
  • FIG. 2 is a block diagram of the method implemented according to the principle of FIG.
  • Figure 3 is a block diagram of a first embodiment of a system according to the invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of another embodiment of a system according to the invention.
  • FIG. 5 is a block diagram of the juxtaposition algorithm according to the invention, more particularly described here.
  • Figure 6 is a general block diagram showing several ways of implementing the two-camera invention.
  • Figures 7 and 8 illustrate the calibration method for use with an embodiment of the invention.
  • Fig. 9 gives an example of a filtering algorithm used with the invention.
  • FIGS. 10A, 10B and 10C give examples of distribution curves obtained in the context of a dazzled image, a filtered image of the prior art and in the case of an image obtained by cutting and juxtaposition according to FIG. invention.
  • FIG. 1 shows the operating principle of the invention.
  • the image 1 is picked up by a first sensor for example belonging to a first CCD camera with charge coupling.
  • This zone 2 for which the amount of light is greater than the saturation threshold of the first sensor. It will be noted that this zone 2, called the active zone, constitutes a larger spot than the source itself, due to the "Blooming" effect. The rest of the image 3 is on the other hand unsaturated and constitutes the passive zone.
  • the signals (link 4) received by the first sensor are then processed by the computer 5 which recognizes and separates the saturating signals of the active zone, unsaturated signals.
  • the computer 5 then processes the nonsaturating signals of the passive zone 3 which pass through 6 on the reproduction screen to form part of the final image 7.
  • the saturating signals of the active zone are, for their part, also processed by the calculator, but are not transmitted to be returned. In an advantageous embodiment of the invention, they are instead used to construct the filter matrix, for example essentially formed of an LCD screen, which will be used to obtain the filtered image 8 of the second sensor.
  • this image 8 thus comprises a locked zone 9, and a visible filtered zone 10 which will be juxtaposed via the computer 5 (link 11) with the active zone 3 of the image picked up by the first sensor, to finish to constitute the final image 7 without glare.
  • the LCD matrix is made opaque over the rest of the image captured by the second sensor.
  • the signals corresponding to the passive zone of the first sensor, coming from the second sensor are blocked at the level of the filter (here LCD).
  • the filter mask constructed from the active zone 2 of the first sensor therefore represents a window through which the second sensor will see the active zone 2 of the image, the remainder, equivalent to the passive zone, being blocked by the black pixels. .
  • the filtered active area seen by the second sensor is then transmitted at 11 (simultaneously to the passive zone 3) to obtain the second part of the image 7.
  • the LCD filter becomes totally opaque, and only the first sensor works by transmitting a normal image. Note however that such opacity is not essential, insofar as the information associated with the passive zone from the second sensor are not taken into account by the computer.
  • the juxtaposition of the images is carried out, for its part, for example from a processor block according to the operating algorithm described hereinafter in FIG.
  • the part of the image seen by the second sensor and filtered to be reproduced visible has a dimension that is not only a function of that of the dazzling light source, but is broader to account for the "Blooming" effect. Its dimensions are in fact dependent on several factors, for example the adjustment of the sensitivity of the first sensor, on the reflection coefficient "beam splitter".
  • FIG. 2 shows the functional block diagram of the system implementing the principle described with reference to FIG. 1.
  • the sensor 2 is blocked (black LCD) and the camera comprising the sensor 1 operates normally, the entire image that it captures being restored in a manner known per se.
  • a glare detection test is performed at 13.
  • step 15 If it is negative, the camera continues to operate normally (link 14); on the other hand, if it is positive, then there is identification of the active and passive zones (step 15), then elaboration of the filter matrix in 16, by control of the LCD screen
  • creating the filtered area 10 from the returns of the second sensor creating the filtered area 10 from the returns of the second sensor.
  • the calculator also takes into account the definition information of the zones 2 and 3, which makes it possible, on the one hand, to acquire at 17 the data corresponding to the active zone 2 via the second sensor (filtered zone 10) and on the other hand on the other hand, the possible storage in memory of the data corresponding to the zone 3 resulting from the first black sensor 18.
  • Zones 3 and 10 (corresponding to the dazzled zone 2) are then juxtaposed at 19, and the image thus combined is restored at 20, on the reproduction screen, which thus gives a complete or substantially complete image without glare. , with loop cycle recovery for the next image (link 21).
  • FIG. 3 shows a system 22 with "beam splitter” 23, separating the light rays 24, originating from the image located in the direction 25, and passing through a first optic 26 of a CCD camera 27 comprising a box 28 schematized in a line mixed.
  • the system 22 comprises a first sensor 29, for example formed by a CCD screen which receives the raw image or original image.
  • the saturating source is seen as a spot A (reference 2 in FIG. 1) of dimension greater than the dazzling luminous image B itself of the source because of the "Blooming" effect.
  • the system also comprises a second sensor 30 which receives a filtered image A [reference 10 in FIG. 1] according to a method known per se and for example described in the document FR 2 864 740.
  • the signals received by the first sensor 29 are then processed by the computer 31 which recognizes and separates the saturating signals of the non-saturating signals.
  • the saturating signals correspond to the inner zone A (reference 2 in FIG. 1) and the non-saturating signals correspond to the outer zone C (reference 3 in FIG. 1).
  • the signals outside A are by definition part of the passive zone, the signals inside A being part of the active zone.
  • the computer 31 processes the signals of the passive zone which pass directly (lines 32 and 33) to a reproduction device 34 via an integration block 35.
  • the saturating signals of the active zone are also processed by the computer 31 but are not transmitted to the integration block 35.
  • the active image seen by the second sensor 30 is transmitted to the integration block 35 via the link 37 '.
  • the system comprises feedback means for the correction of excessive signals (line 38) by programming the computer 31 in a known manner.
  • the embodiment of the invention provides, for example, correction by constant incrementation to each image until a high threshold value is obtained.
  • a lens 39 output filter matrix and input of the second sensor 30, and means for transmitting (dashed line 40) the constitution information of the filter matrix (line 36) to block 35.
  • FIG. 4 shows another embodiment of a system according to the invention, this time comprising two cameras 44 and 45 respectively comprising a housing 46, 47.
  • the other elements are integrated with the camera 44 which is thus coupled with the second camera which can be a conventional surveillance camera with a sensor 29 of good quality, the sensor 30 being on the other hand of poorer quality being used only for the dazzled areas.
  • the second camera which can be a conventional surveillance camera with a sensor 29 of good quality, the sensor 30 being on the other hand of poorer quality being used only for the dazzled areas.
  • FIG. 5 shows an example of a juxtaposition algorithm. More precisely, and from the acguisition of the images 1 and 2, on the first and second sensors, (step 49) is initialized to the first pixel (block 50), 51 is tested if the value of the pixel is greater than one. threshold value. • If yes, we select the information from the second sensor for this pixel, possibly modified, for example with a calculation value:
  • Pi-xel Sd a. Pixel 2 Q) + b. (block 52)
  • Pixel 1 (i) Pixel i of the first sensor.
  • the next step consists in incrementing the pixel number (block 54), then testing at 55 if the pixel number corresponds to the last pixel of the image that one wishes at the output, ie corresponding to the predetermined resolution sought.
  • the pixel number d) corresponds to a pair (x, y) of line and column numbers.
  • FIG. 6 shows a general diagram of a system according to the invention making it possible to illustrate the various operations.
  • the system 60 comprises a first camera 61, a second camera 62 assigned to the filter 63 which may for example be of the type described in the document FR 2864740.
  • the filter 63 is controlled by the camera 62 via a feedback loop 64 .
  • the juxtaposition algorithm determines the active zone 2 from the information of the camera 61. This active zone 2 is then replaced by the filtered image 10 of the camera 62 and juxtaposed with the zone 3 of the camera 61 (unsaturated zone).
  • first mode we perform a first so-called long reading, to identify A and C (and acquire C): using the notion of Saturation; a second so-called short reading is also performed to identify the area B using the gray levels in pixel outputs of the camera sensor 61 or 62 (between A and B).
  • second mode a so-called short first reading is performed to identify A, B and C, using the gray levels at pixel outputs of the camera sensor 61 or 62; and a second so-called long reading to acquire the zone C.
  • This last solution uses the notions of thresholds to identify the zones A, B and C.
  • the first method tends to perform the tasks sequentially, while the second method allows the parallelization of the acquisition tasks of the zones A, B and C. The time of answer of the second method is therefore better.
  • one of the problems encountered with a dual camera system is related to the alignment problem.
  • the idea here is to blacken progressively (arrows 70 and 71) along the axis OY, and OX, the surface of the filter 72 having a light spot 73 and its filter mask 74 eccentric with respect to the position it should have for good alignment between source and mask.
  • the behavior of the light intensity of the task is then measured electrically.
  • the electrical signal 77 begins to decrease from VM to V 0 (Xb) passing through an average value V m (X m ) before going back to VM.
  • the system then stores these values in memory and the same procedure is performed with a dark area 76 to obtain the value Y m .
  • the mask 74 corresponding to the source is then moved in the mask matrix from its initial position Xi, Yi, to the corrected position X m , Y m -
  • the calibration command activates a logic circuit, which isolates (S) the normal video output and activates the video / electrical signal conversion block.
  • the signal measured at the moment of lighting of the lamp is less than a threshold value (adjustable according to performances), it means that the mask is in place and the calibration will be shunted.
  • the calibration starts with Ox and Oy scanning of the LCD (or DMD).
  • the logic circuit is informed that the first coordinate Xa is reached by the abrupt change in the rate of change of the voltage VM, then the same for Xb, then Ya and Yb.
  • the electronic block of the system then develops the coordinates Xm, Ym. Two options are possible to obtain these coordinates
  • Vm VM / 2-V o / 2
  • Vm VM / 2-V o / 2
  • FIG. 9 is an example of a filtering algorithm represented by the curve 80.
  • the abscissa shows the input luminance (useful dynamic range 40 to 210) and the ordinate the gray level applied on the
  • the discernable gray level here is between 160 and 207.
  • FIGS. 10A to 10C show distribution curves illustrating the results obtained in the three cases described below.
  • juxtaposition advantageously allow the division between active and passive zones.
  • an automatic analysis of the histograms or a contrast analysis allow to further optimize the quality of the image, this for the case where the filtered camera is also better away from the saturation zone, because in some cases the filtered image may in practice be more interesting and / or more contrasted.
  • the present invention is not limited to the embodiments more particularly described, but encompasses all the variants and in particular those where the filtration algorithms and / or the masks are different from those precisely described, those where the sensors are of the CMOS or CID or CCD type, identical or not between the first sensor and the second sensor.

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Abstract

La présente invention concerne un système (22) et un procédé d' élaboration d' une image comprenant un premier capteur (29), et un second capteur (30, 62) comportant des moyens (31) d'identification de la ou des zones (2, A) actives de pixels saturés en cas d' éblouissement du premier capteur. Des moyens (31) de séparation des zones actives des zones passives (3,C) non saturées du premier capteur et des moyens (31) d'élaboration d'une matrice filtre (37, 63) sont prévus de façon à obtenir une image visible des zones actives. Enfin le système comprend des moyens (35) de traitement algorithmique de l'image agencés pour juxtaposer les zones passives (3,C) du premier capteur et les zones filtrées du second capteur pour restituer une image complète ou sensiblement complète sans éblouissement.

Description

SYSTEME ET PROCEDE D'ELABORATION D'IMAGES PAR JUXTAPOSITION
La présente invention concerne un système et un procédé d' élaboration d' images contenant une ou plusieurs zones d' éblouissement, utilisant au moins deux capteurs de caméras .
Elle concerne également un dispositif anti- éblouissement adaptable aux caméras standards.
Elle trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine de l'observation en milieu ponctuellement ou accidentellement éblouissant, entraînant une impossibilité de détection de tous les objets ou mouvements d'un environnement déterminé uniquement à certains moments.
La surveillance d' emplacements ou de locaux par caméra présente une importance croissante. Ainsi, pouvoir déterminer à. quel niveau d' embouteillage se trouve une voie de circulation, afin d'en mieux gérer la régulation, ou encore permettre la détection et l'identification ultérieure d' émeutiers ou de vandales sur la voie publique, est une préoccupation grandissante de la civilisation urbaine d'aujourd'hui.
Pour ce faire, il est connu d'envisager des caméras de surveillance à relativement faible définition disposées aux emplacements cruciaux, et ce à un coût acceptable.
De tels systèmes présentent néanmoins des inconvénients en cas d' éblouissement . On a ainsi pu constater qu'en cas de soleil rasant et/ou se réverbérant sur les carrosseries ou les portières de voitures, les caméras bas de gamme utilisées pour contrôler la circulation perdaient toute utilité.
De même, il a été rapidement observé par les émeutiers qu'il suffisait d'éblouir à distance les caméras (même situées en hauteur) , avec des torches électriques pour les rendre inutiles. La présente invention vise à proposer un système et un procédé d'élaboration d'images visibles de façon complète, même en cas d' éblouissèments, répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle propose un système et un procédé avec capteurs de caméras numériques ou analogiques présentant un moindre coût que les systèmes anti-éblouissement existants, ainsi qu'une plus grande fiabilité et une grande simplicité de principe car autorisant notamment, et en partie, l'utilisation de caméras existantes, tout en obtenant une image non dégradée.
Pour ce faire, l'invention part de l'idée de décomposer une image en deux types de zones, les zones dites actives d'une image, qui sont constituées par les pixels qui dépassent le niveau de saturation du capteur optique de la caméra utilisée et qui vont donc nécessiter une filtration optique pour être visualisés, et les zones dites passives qui ne sont pas saturées. Un autre niveau que le niveau de saturation peut être pris comme niveau de référence et correspondre à un seuil défini différent. Dans ce cas, sont déclarés actifs tous les pixels dont la luminosité dépasse ledit seuil par exemple potentiellement ajustable par un utilisateur ou par un calculateur.
Pour simplifier on utilisera par la suite les termes de zone active et de zone passive. Lorsqu'une caméra classique, à capteur matriciel ou linéaire, fonctionne, elle s'adapte à la luminosité ambiante de façon connue en elle-même, notamment par ajustage de son diaphragme ou de son gain, sans pour autant résister complètement à 1' éblouissement
En cas d' éblouissement, une zone de l'image devient active. Avec l'invention, cette zone est alors éliminée pour être remplacée par une nouvelle zone filtrée en provenance par exemple d'une seconde caméra munie d' un filtre optoélectronique anti- éblouissement, fournissant ainsi des informations jusqu'alors inexistantes ou inexploitables.
De par la dégradation introduite par le filtre antiéblouissement (sensibilité et qualité d'image), cette caméra n'a pas besoin d'être munie d'un capteur de grande qualité, ce qui concourre au moindre coût du système global.
En d'autres termes l'image restituée est, en nominal, intégralement fournie par la première caméra standard non filtrée, donc avec une sensibilité optimisée, et en cas d' éblouissement, complétée par une seconde caméra (ou un capteur) , couplée à des moyens de filtration et de commande du découpage et de la juxtaposition des images actives et passives obtenues de l'une et de l'autre caméras. Les images passives, étant issues de la première caméra, ne subissent par conséquent aucune dégradation dues au filtre optoélectronique. Dans ce but, l'invention propose essentiellement un système d'élaboration d'une image comprenant une première caméra munie d'un premier capteur, et un second capteur, caractérisé en ce que le système comporte des moyens d' identification de la ou des zones de pixels saturés en cas d' éblouissement du premier capteur, dite (s) zone (s) active (s), des moyens de séparation des zones actives d'avec les zones non saturées du premier capteur, dites zones passives, des moyens d'élaboration d'une matrice filtre agencée pour ramener la quantité de lumière correspondant à la ou aux dites zones actives en dessous d'un seuil déterminé, en particulier et par exemple, du seuil de saturation Fsat, du second capteur de façon à obtenir une image visible desdites zones actives, et des moyens de traitement algorithmique de l'image agencés pour juxtaposer les zones passives du premier capteur et les zones filtrées du second capteur pour restituer une image complète ou sensiblement complète sans éblouissement. Avantageusement, le contour des zones filtrées du second capteur sont déterminées à partir des zones actives du premier capteur.
Un tel système permet ainsi de conserver qualitativement les signaux correspondant aux zones non saturées composant une image, qu'elle contienne ou non une ou plusieurs zones d' éblouissement .
Le premier capteur va donc pouvoir fonctionner en nominal, sans aucune atténuation due à un filtre, même transparent, autorisant ainsi un fonctionnement correct même en lumière faible (crépuscule par exemple) , et ce contrairement aux systèmes anti- éblouissement existants. Dans des modes de réalisation avantageux de l'invention on a de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : le système comporte une seule optique de captation de l'image et des moyens de division (séparateur de rayons ou « beam-splitter » en langue anglo-saxonne) de l'image, d'une part vers le premier capteur sans filtration, et d' autre part vers le second capteur après filtration par la matrice filtre ;
- le système comporte au moins deux caméras, à savoir une première caméra munie du premier capteur et une seconde caméra munie du second capteur et de la matrice filtre, ce qui permet notamment de s'affranchir du « beam-splitter ».
Dans la majorité des cas d'utilisation, l'alignement parfait des deux capteurs peut être en effet considéré comme non nécessaire car selon l'invention il n'y a pas fusion d'images, mais simplement juxtaposition. Un montage en parallèle sans moyens de division (« beam-splitter ») est dès lors possible, évitant ainsi toute atténuation supplémentaire du niveau lumineux d' entrée due à la présence de tels moyens de division ; - la matrice filtre est par exemple un écran à cristaux liquide également appelé LCD (initiales anglo-saxonnes pour « Liquid Crystal ' Display ») , une matrice à micro-miroirs ou DMD (initiales anglo- saxonnes pour « Digital Micro Device ») ou un écran Micro Système Electromécanique ou MEMS (initiales anglo-saxonnes pour « Micro Electro Mechanical System ») , placé devant le second capteur, dont les cellules sont pilotées selon un algorithme de filtration préalablement calculé en fonction de l'intensité en entrée ; l'algorithme de filtration est agencé pour former un écran de blocage λnoir' des pixels correspondant aux pixels des zones passives du premier capteur. En d'autres termes, la matrice filtre est agencée pour bloguer totalement l'activation des pixels appartenant aux zones passives vues par le second capteur. Dès que les sources saturantes s'évanouissent, la matrice, par exemple une matrice LCD, devient alors entièrement opaque et seul le' premier capteur est utilisé pour fournir l'image finale.
On notera certes que, dans le cas où la LCD est transparente sur la zone correspondant à l'image passive, les informations associées à cette zone issues du deuxième capteur ne sont en fait pas véritablement gênantes car elles ne 'sont pas prises en compte . Mais au cas où, du fait du parallaxe, une superposition des images était réalisée sur des zones périphériques, l'opacité de l'écran est alors utile.
Ceci permet également de minimiser, voir d'éliminer complètement les échos parasites lumineux supplémentaires risquant de perturber la fonction filtrage ;
- les moyens d' élaboration de la matrice filtre sont commandés par le premier capteur ;
- les moyens d' élaboration de la matrice filtre sont commandés par le second capteur ;
- les moyens d' élaboration de la matrice filtre sont commandés par un capteur tierce.' Ce capteur tierce peut éventuellement être intégré dans le premier ou le second capteur, comme ce serait le cas avec un capteur " proposé par la société japonaise SONY, dit « capteur Double Scan » sous la référence ICX212BK.
- le premier capteur est agencé pour fournir aux moyens d'identification les éléments engendrant les séparations en zones actives et zones passives ; le système comporte de plus des moyens permettant un réglage séparé des images obtenues sur les deux capteurs .
Ces moyens autorisent ainsi plusieurs combinaisons entre zones passives et zones actives, avec des conditions de réglage indépendantes, permettant non seulement l'obtention d'une image combinée par juxtaposition telle que décrite ci- avant, mais également l'obtention d'images totalement séparées, ou encore l'obtention d'images combinées avec seulement certaines des zones passives et/ou actives .
Des réglages spécifiques pour chaque zone et/ou l'ensemble des zones peuvent encore être effectués, comme par exemple un zoom sur l'une et/ou l'autre des zones (en particulier une zone - active) ou des sensibilités (ou gains) différentes pour chaque capteur;
- le système comporte des moyens agencés pour autoriser un recouvrement partiel entre zones actives et zones passives, entre premier et second capteurs, lors de la juxtaposition;
- le système comporte un circuit de contre- réaction agencé pour éliminer les parties de zones filtrées ou corrigées de façon excessive. On appelle correction excessive un signal de commande transmis à la matrice filtre, par exemple une matrice LCD, générant un résultat excessif, par exemple rendant la matrice insuffisamment filtrante ou trop filtrante. Les pixels image correspondants sur le second capteur sont alors soit trop blancs soit trop noirs. La boucle de contre-réaction enclenchée dès que le second capteur voit de tels pixels, permet de pallier cet inconvénient. Avantageusement, cette boucle est par exemple un circuit en retour du second capteur vers les moyens de traitement algorithmiques commandant la matrice.
Dans ce cas, l'algorithme le plus simple consiste par exemple en une correction -par incréments constants à chaque image, jusqu'à l'obtention d'une valeur seuil haute (correction signaux excessifs hauts) ou basse (correction signaux excessifs bas).
On peut aussi utiliser comme algorithme général de filtrage une fonction permettant le traitement de 1' image sous une forme dégradée du noir vers le gris, par . exemple depuis son barycentre, et ce systématiquement pour' toutes les zones actives.
L'utilisation des barycentres peut ainsi être le point de départ permettant l'initialisation de la boucle de contre réaction.
La différence entre la forme idéale, correspondant à cette fonction, et la forme réelle, qui se traduit par des zones de corrections excessives, est alors traitée jusqu'à disparition progressive (ici encore par incréments) des zones excessives noires et blanches .
L' invention propose également le dispositif anti éblouissement correspondant au filtre associé au second capteur et aux moyens de calculs nécessaires, par exemple sous la forme tels que décrits ci-dessus. Il se présente alors, et par exemple, sous la forme d'une seconde caméra propre à être jumelée à la première caméra par exemple du commerce, pour obtenir le système décrit ci-avant.
L'invention propose aussi un procédé de mise en œuvre du système tel que décrit ci-dessus.
Elle propose en outre un procédé d' élaboration d'une image par une première caméra munie d'un premier capteur et un second capteur, caractérisé en ce que il comporte les étapes suivantes : on identifie la ou les zones de pixels saturés en cas d' éblouissement du premier capteur, dites zones actives, on sépare les zones actives des zones non saturées du premier capteur, dites zones passives, on élabore une matrice filtre agencée pour ramener la quantité de lumière correspondant à -la ou aux dites zones actives en dessous d'un seuil prédéterminé, et plus particulièrement du seuil de saturation Fsat du second capteur, de façon à obtenir une image visible desdites zones actives, le contour des zones filtrées du second capteur étant par exemple et avantageusement déterminée à partir des zones actives du premier capteur, et on traite l'image pour juxtaposer les zones passives du premier capteur et les zones filtrées du second capteur, pour restituer une image complète ou sensiblement complète sans éblouissement.
Avantageusement, on bloque l'activation des pixels appartenant aux zones passives du second capteur, c'est-à-dire aux zones ne devant pas être filtrées.
Dans un mode de réalisation, on capte avantageusement l'image par le biais d'une seule optique, et on divise le faisceau optique issu de l'image via ladite optique en la dirigeant d'une part vers le premier capteur sans filtration et d' autre part vers le second capteur après filtration par la matrice filtre. Dans un mode de réalisation, avantageux on interpose devant le second capteur un filtre dont les cellules sont programmées selon un algorithme de filtration , le filtre étant par exemple fourni par un écran LCD avantageusement corrigé par un circuit de contre-réaction.
Ce filtre peut être piloté par le premier capteur, le deuxième capteur ou par un capteur tierce.
Rappelons que l'un des problèmes de l'utilisation de deux capteurs est celui de leur alignement, de façon à ce que la zone du filtre activée pour réaliser sa fonction d' opacification se superpose à la zone effectivement perçue par le modulateur et par le second . capteur comme susceptible d'être saturée.
En d'autres termes, il convient que la tache opaque du filtre, par exemple LCD, soit spécialement alignée avec la source éblouissante vue par le deuxième capteur. Ce problème sera d'autant plus grand que la distance à la source lumineuse est petite (problème de parallaxe) . Pour résoudre ce problème, il est nécessaire de réaliser un montage mécanique précis.
Mais, selon un mode de réalisation applicable à la présente invention de façon non limitative, il existe également une autre possibilité, permettant alors de s'affranchir des risques de dérèglement dus, par exemple, à des chocs thermiques ou mécaniques, et qui réside dans une calibration astucieuse du système. L'objectif est ici de permettre la correction des erreurs d' alignement entre la source et le filtre ou masque, sans avoir recours à une calibration humaine. Cette calibration est déclenchée manuellement avec une durée réduite (de quelques secondes à une fraction de seconde) , et peut être intégrée et automatisée par exemple de façon périodique.
Par cette calibration, on corrige l'alignement masque ou matrice filtre/capteur en effectuant des étapes de balayage par un champ obscur de l'écran en Ox et en Oy, pour identifier le positionnement de la zone active, puis ajouter ou programmer le masque en vis-à-vis de la source lumineuse utilisée pour ladite calibration. Plus particulièrement, elle repose sur le principe suivant :
Le capteur est tout d' abord placé devant un champ uniforme et sombre à une distance suffisante pour que l'erreur induite par la différence entre cette distance et la distance normale d'utilisation soit acceptable .
Une source lumineuse est alors placée au centre de ce champ . Elle est de taille adaptée de manière à avoir sur le capteur une forme régulière de petites dimensions, et de puissance ajustée de façon a être juste en dessous du seuil de « blooming ». La sortie vidéo de l'équipement est par exemple, quant à elle, connectée à un bloc de transformation du signal vidéo en signal électrique.
On va maintenant décrire ci-après la description pour une seule source. Mais cette description peut bien évidemment être étendue à deux ou trois sources pour plus de précision. Il est alors nécessaire dans ce cas d'établir une valeur moyenne des coordonnées obtenues (barycentre) .
La surface du filtre est progressivement assombrie depuis Xo et parallèlement à l'axe Y, le signal électrique reçu étant alors la somme du signal du champ sombre VMax et du signal de la source lumineuse.
Au moment Xa où la zone sombre rencontre le disque image, le signal électrique commence a décroître de VMax pour finir à Vo (Xb) , en passant par une valeur moyenne Vm en Xm.
Le système est alors agencé pour garder en mémoire cette valeur Xm, des mesures encore plus précises peuvent être obtenues grâce à plusieurs allers-retours .
Avantageusement on adopte une forme rectangulaire pour la source choisie, plutôt qu'une forme ronde, ce qui permet une variation linéaire du signal électrique.
La même procédure parallèlement à l'axe des X est ensuite suivie, de façon à obtenir la valeur moyenne Vm en Ym. En fin de calibration, le masque correspondant a la source . est alors déplacé sur la surface, de sa position initiale (Xi, Yi) à la position corrigée (Xm, Ym) . On vérifie ensuite que la valeur de tension finale est égale ou proche de la valeur Vo mesurée en Xb.
Dans certains cas particuliers, par exemple lorsque le champ observé n'est pas assez sombre, on s'efforce de placer la source rigoureusement au milieu du champ, afin que la valeur de vérification soit aussi grande que possible par rapport à la valeur Vo mesurée au point Xb.
Dans un autre mode de réalisation, la zone sombre est de largeur sensiblement inférieure à celle de la source (par exemple une seule ligne de pixels noircis du filtre) . Dans ce cas, le signal en sortie passe par un minimum correspondant à l'une des coordonnées du centre de la source (Xm ou Ym dans le mode précédent) . L' invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemples non limitatifs.
La description se réfère • aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels : La figure 1 est un schéma du principe mis en œuvre dans l'invention.
La figure 2 est un block diagramme du procédé mis en œuvre selon le principe de la figure 1.
La figure 3 est un schéma de principe d' un premier mode de réalisation d'un système selon 1' invention.
La figure 4 est un schéma de principe d'un autre mode de réalisation d'un système selon l'invention. La figure 5 est un schéma block de l'algorithme de juxtaposition selon l'invention, plus particulièrement décrit ici.
La figure 6 est un schéma de principe général montrant plusieurs moyens de mise en œuvre de l'invention à deux caméras.
Les figures 7 et 8 illustrent la méthode de calibrage utilisable avec un mode de réalisation de 1' invention. La figure 9 donne un exemple d' algorithme de filtrage utilisé avec l'invention.
Les figures 1OA, 10B et 10C donnent des exemples de courbes de répartition obtenues dans le cadre d'une image éblouie, d'une image filtrée de l'art antérieur et dans le cas d'une image obtenue par découpage et juxtaposition selon l'invention.
La figure 1 montre le principe de fonctionnement de l'invention.
L' image 1 est captée par un premier capteur par exemple appartenant à une première caméra CCD à couplage de charge.
Elle comporte une zone 2 pour laquelle la quantité de lumière est supérieure au seuil de saturation du premier capteur. On notera que cette zone 2, dite zone active, constitue une tache de plus grande dimension que la source elle-même, dû à l'effet de « Blooming ». Le reste de l'image 3 est par contre non saturé et constitue la zone passive.
Les signaux (liaison 4) reçus par le premier capteur sont ensuite traités par le calculateur 5 qui reconnaît et sépare les signaux saturants de la zone active, des signaux non saturants. Le calculateur 5 traite alors les signaux non saturants de la zone passive 3 qui passent en 6 à l'écran de restitution pour faire partie de l'image finale 7. Les signaux saturants de la zone active sont, quant à eux, également traités par le calculateur, mais ne sont pas transmis pour être restitués. Dans un mode avantageux de l'invention, ils sont par contre utilisés pour construire la matrice filtre, par exemple essentiellement formée d'un écran LCD, qui va être utilisée pour obtenir l'image filtrée 8 du deuxième capteur.
Plus précisément, cette image 8 comporte donc une zone bloquée 9, et une zone filtrée visible 10 qui va être juxtaposée par le biais du calculateur 5 (liaison 11) avec la zone active 3 de l'image captée par le premier capteur, pour finir de constituer l'image finale 7 sans éblouissement .
Dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici, la matrice LCD est rendue opaque sur tout le reste de l'image captée par le deuxième capteur.
Autrement dit, et afin d'éviter les problèmes de superpositions, les signaux correspondant à la zone passive du premier capteur, issus du deuxième capteur, sont bloqués au niveau du filtre (ici LCD) .
Pour réaliser un tel blocage, il suffit simplement d'inverser au niveau algorithmique la polarité des pixels inactifs sur la LCD. Une telle disposition est possible car la contribution du deuxième capteur au renforcement de la zone passive de l'image finale telle que restituée, est négligeable. Le masque filtre construit à partir de la zone active 2 du premier capteur représente donc une fenêtre à travers laquelle le deuxième capteur va voir la zone active 2 de l'image, le reste, équivalent à la zone passive, étant bloqué par les pixels noirs.
Comme indiqué ci-avant, la zone active filtrée vue par le deuxième capteur est alors transmise en 11 (simultanément à la zone passive 3) pour obtenir la deuxième partie de l'image 7.
Dès que les sources saturantes s'évanouissent, le filtre LCD devient totalement opaque, et seul le premier capteur fonctionne en transmettant une image normale . On notera cependant qu'une telle opacité n'est pas indispensable, dans la mesure où les informations associées à la zone passive issues du deuxième capteur ne sont pas prises en compte par le calculateur. La juxtaposition des images est réalisée, quant à elle, par exemple à partir d'un bloc processeur selon l'algorithme de fonctionnement décrit ci-après en figure 5.
Un montage parallèle, sans « beam splitter »
(cf. Figure 4 ci-après) est dès lors possible, ce qui permet de fonctionner de manière nominale, sans aucune atténuation du premier capteur, tant qu'il n'y a pas de signaux saturants.
On notera également ici que l'alignement parfait des images n'est pas essentiel puisqu'il n'y a pas fusion d'image, mais juxtaposition.
Enfin, tout comme dans le cadre du premier capteur, la partie de l'image vue par le deuxième capteur et filtrée pour être restituée de façon visible, a une dimension qui n'est pas uniquement fonction de celle de la source lumineuse éblouissante, mais est plus large pour tenir compte de l'effet « Blooming ». Ses dimensions sont en fait fonction de plusieurs facteurs, par exemple le réglage de la sensibilité du premier capteur, sur le coefficient de réflexion « beam splitter ».
On a représenté sur la figure 2, le schéma bloc de fonctionnement du système mettant en œuvre le principe décrit en référence à la fi'gure 1.
Initialement, (bloc 12) , le capteur 2 est bloqué (LCD noire) et la caméra comportant le capteur 1 fonctionne normalement, toute l'image qu'il capte étant restituée de façon connue en elle-même.
Un test de détection d' éblouissement est effectuée en 13.
Si il est négatif, la caméra continue à fonctionner normalement (liaison 14) ; par contre, si il est positif, il y a alors identification des zones actives et passives (étape 15) , puis élaboration de la matrice filtre en 16, par pilotage de l'écran LCD
(dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici) , en créant la zone filtrée 10 à partir des retours du deuxième capteur.
Le calculateur tient compte par ailleurs des informations de définition des zones 2 et 3, ce qui permet d'une part, l'acquisition en 17 des données correspondant à la zone active 2 via le deuxième capteur (zone filtrée 10) et d'autre part, le stockage éventuel en mémoire des données correspondant à la zone 3 issue du premier capteur noir 18. II y a ensuite juxtaposition des zones 3 et 10 (correspondant à la zone 2 éblouie) en 19, et restitution de l'image ainsi combinée en 20, sur l'écran de restitution, qui donne ainsi une image complète ou sensiblement complète sans éblouissement , avec reprise du cycle en boucle pour l'image suivante (liaison 21) .
On a représenté sur les figures 3 et 4, et sous forme schématique, deux modes de ' réalisation du système selon l'invention. Par la suite, on utilisera les mêmes numéros de référence pour désigner les mêmes éléments ou des éléments similaires.
La figure 3 montre un système 22 avec « beam splitter » 23, séparant les rayons lumineux 24, issus de l'image située dans la direction 25, et traversant une première optique 26 d'une caméra CCD 27 comprenant un boîtier 28 schématisé en trait mixte.
Plus précisément, le système 22 comprend un premier capteur 29 par exemple formé par un écran CCD qui reçoit l'image brute ou image originale.
La source saturante est vue comme une tache A (référence 2 sur la figure 1) de dimension supérieure à l'image lumineuse éblouissante B proprement dite de la source du fait de l'effet de « Blooming ». Le système comprend également un deuxième capteur 30 qui reçoit une image filtrée A [référence 10 sur la figure 1] selon un procédé connu en lui- même et par exemple décrit dans le document FR 2 864 740. Les signaux reçus par le premier capteur 29 sont alors traités par le calculateur 31 qui reconnaît et sépare les signaux saturants des signaux non saturants . Les signaux saturants correspondent à la zone intérieure A (référence 2 sur la figure 1) et les signaux non saturants correspondent à la zone extérieure C (référence 3 sur la figure 1) . En d'autres termes, les signaux extérieurs à A font par définition partie de la zone passive, les signaux à l'intérieur de A faisant, quant à eux, partie de la zone active.
Le calculateur 31 traite les signaux de la zone passive qui passent directement (lignes 32 et 33) à un périphérique de restitution 34 via un bloc d'intégration 35.
Les signaux saturants de la zone active sont également traités par le calculateur ' 31 mais ne sont pas transmis au bloc d'intégration 35.
Ils peuvent être utilisés (ligne 36) pour construire le masque ou matrice filtre 37 sur la LCD comme décrit ci-avant.
L'image active vue par le deuxième capteur 30 est transmise au bloc d' intégration 35 via la liaison 37' .
Avantageusement, le système comporte des moyens de rétroaction permettant la correction des signaux excessifs (ligne 38) grâce à une programmation du calculateur 31 de façon connue. Pour éviter que le deuxième capteur ne voit que des pixels blancs ou noirs, le mode de réalisation de l'invention, prévoit par exemple une correction par ' incrémentation constante à chaque image jusqu'à l'obtention d'une valeur seuil haute.
Dans ce mode de réalisation, il est également prévu un objectif 39, de sortie de la matrice filtre et d'entrée du deuxième capteur 30, et des moyens permettant de transmettre (ligne en trait mixte 40) les informations de constitution de la matrice filtre (ligne 36) au bloc 35.
Avec un tel type de caméra, il est en particulier surtout possible d'utiliser des LCD comme matrice filtre, plutôt que des écrans DMD, dans tous les cas où la vitesse de réaction n' est pas un élément dimensionnant . Il est également possible d'observer plusieurs combinaisons d'images dans des conditions de réglage indépendantes, à savoir en image combinée par juxtaposition comme revendiqué, ou en images séparées respectivement du premier capteur
(ligne en trait interrompu 41) ou du -deuxième capteur
(ligne en trait interrompu 42) vers des dispositifs de restitution 43.
Différents réglages indépendants vont également pouvoir être réalisés, dont le zoom sur l'une ou l'autre image, en particulier les zones actives.
On a représenté sur la figure 4 un autre mode de réalisation d'un système selon l'invention comprenant cette fois-ci deux caméras 44 et 45, comportant respectivement un boîtier 46, 47.
-L'ensemble des circuits est identique à ceux de la figure 3, à l'exception du « beam splitter » qui a été omis et remplacé par une optique 48 pour la seconde caméra.
Les autres éléments sont intégrés à la caméra 44 qui est donc jumelée à la seconde caméra qui peut être une caméra de surveillance classique avec un capteur 29 de bonne qualité, le capteur 30 étant par contre de moins bonne qualité n'étant utilisé que pour les zones éblouies. On peut enfin proposer un algorithme général de filtrage, en transmettant par le biais du calculateur, l'image A sous une forme dégradée du noir vers le gris depuis son barycentre, et ce pour toutes les zones saturantes. La différence entre la forme idéale correspondant à cette fonction simple et la forme réelle gui se traduit par des zones de corrections excessives, est traitée par la boucle de contre-réaction évoguée ci-dessus. Le résultat se traduit alors par une « compression » jusqu'à disparition progressive (incréments) des zones « excessives » noires et blanches.
On a représenté sur la figure 5 un exemple d'algorithme de juxtaposition. Plus précisément, et à partir de l' acguisition des images 1 et 2, sur les premier et second capteurs, (étape 49) on initialise au premier pixel (bloc 50) , on teste en 51 si la valeur du pixel est supérieure à une valeur seuil. • Si oui, on sélectionne l'information issue du second capteur pour ce pixel, éventuellement modifié, par exemple avec une valeur de calcul :
Pi-xel Sd) = a. Pixel 2 Q) + b. (bloc 52)
Avec: Pixel SQ): Pixel i en restitution d'image Pixel 2 d) : Pixel i du second capteur a et b ; paramètres fixes de connections ou d' harmonisation Si non, (étape 53) , on a : Pixel S(i) = Pixel 1 Q). (bloc 53)
Avec:Pixel 1 (i) : Pixel i du premier capteur. L'étape d'après consiste à incrémenter le numéro de pixel (bloc 54), puis à tester en 55 si le numéro de pixel correspond au dernier pixel de l' image que l'on souhaite en sortie, i.e correspondant à la résolution prédéterminée recherchée.
NOTA : dans la pratique, le numéro de pixel d) correspond à un couple (x,y) de numéros de ligne et de colonne.
Si ce n'est pas le cas (ligne 56), on revient en 51. Si c'est le cas, on restitue l'image correspondante de sortie, ainsi constituée par juxtaposition en 57.
On a représenté sur la figure 6 un schéma général d'un système selon l'invention permettant d'illustrer les différents fonctionnements.
Plus précisément, le système 60 comprend une première caméra 61, une deuxième caméra 62 affectée au filtre 63 qui peut par exemple être du type décrit dans le document FR 2864740. Le filtre 63 est piloté par la caméra 62 via une boucle de contre réaction 64.
Indépendamment de l'algorithme de filtrage, l'algorithme de juxtaposition détermine la zone active 2 à partir des informations de la caméra 61. Cette zone active 2 est ensuite remplacée par l'image filtrée 10 de la caméra 62 et juxtaposée à la zone 3 de la caméra 61 (zone non saturée) .
Alternativement, avec un capteur type « double scan » de Sony, on ne pilote pas le. filtre via une boucle de contre réaction mais en utilisant le processus ci-après (ligne 65) à partir de la caméra
61 ou (ligne 66) à partir de la caméra 62. Deux modes d'utilisation dudit capteur sont envisagés quelque soit la caméra utilisée (61 ou 62) . Dans le premier mode on effectue une première lecture dite longue, pour identifier A et C (et acquérir C) : en utilisant la notion de Saturation ; une deuxième lecture dite courte,, est également effectuée pour identifier la zone B en utilisant les niveaux de gris en sorties Pixel du capteur de la caméra 61 ou 62 (entre A et B) . Dans le deuxième mode, on effectue une première lecture dite courte pour identifier A, B et C, en utilisant les niveaux de gris en sorties Pixel du capteur de la caméra 61 ou 62 ; et une deuxième lecture dite longue pour acquérir la zone C. Cette dernière solution utilise les notions de seuils pour identifier les zones A, B et C.
En ce qui concerne la différence existant entre les deux méthodes, on notera que la première méthode tend à réaliser les tâches en séquentiel, alors que la seconde méthode permet la parallélisation des tâches d'acquisition des zones A, B et C. Le temps de réponse de la seconde méthode est donc meilleur.
Par contre, comme on anticipe les zones A et C dans la seconde méthode, il y a un "risque de « blooming » sur l'image fusionnée, réduisant par conséquent les dimensions de la zone C.
Enfin on notera que l'un des problèmes rencontré avec un système à double caméra, selon un mode de réalisation de l'invention, est lié au problème d'alignement.
Il est donc également proposé selon l'un des aspects de l'invention un système simple qui permet la calibration. II est décrit ci-après en référence aux figures 7 et 8.
L' idée est ici de noircir progressivement (flèches 70 et 71) selon les axe OY, et OX, la surface du filtre 72 comportant une_ tâche lumineuse 73 et son masque de filtrage 74 excentré par rapport à la position qu'il devrait avoir pour un bon alignement entre source et masque.
On mesure alors électriquement le comportement de l'intensité lumineuse de la tâche.
Au moment XA où la zone sombre 15 rencontre le disque image 73, le signal électrique 77 commence en effet à décroître de VM à V0 (Xb) en passant par une valeur moyenne Vm (Xm) avant de remonter en VM. Le système garde alors en mémoire ces valeurs et la même procédure est effectuée avec une zone sombre 76 pour obtenir la valeur Ym.
Le masque 74 correspondant à la source est alors déplacé dans la matrice masque de sa position initiale Xi, Yi, à la position corrigée Xm, Ym-
Le fonctionnement du système de calibration va être maintenant .décrit plus précisément.
L'ordre - de calibration active un circuit logique, lequel isole (S) la sortie vidéo normale et active le bloc de conversion signaux vidéo/signaux électriques .
Si le signal mesuré au moment de l'allumage de la lampe est inférieur à une valeur seuil (ajustable en fonction des performances) , cela signifie que le masque est en place et la calibration sera shuntée.
Sinon la calibration commence par le balayage en Ox et en Oy de la LCD (ou DMD) . Le circuit logique est informé que la première coordonnée Xa est atteinte par le changement brusque de la vitesse de variation de la tension VM, puis de même pour Xb, puis Ya et Yb. Le bloc électronique du système élabore ensuite les coordonnées Xm, Ym. Deux options sont possibles pour obtenir ces coordonnées
Soit après l'élaboration de Vm = VM/2-Vo/2, soit, après enregistrement des valeurs Xa, Xb, Ya, Yb lors des variations brutales de tension vues par C.
Il vient alors Xm=Xa/2 + Xb/2 et Ym=Ya/2 + Yb/2.
La figure 9 est un exemple d' algorithme de filtration représenté par la courbe 80. En abscisse figure la luminance d'entrée (dynamique utile de 40 à 210) et en ordonnée le niveau de gris appliqué sur la
LCD.
On note que le niveau de gris discernable est ici compris entre 160 et 207.
Enfin on a représenté sur les figures 10A à 10C des courbes de répartition illustrant les résultats obtenus dans les trois cas ci-après décrits.
Le niveau de gris de 0 à 255 figure en abscisse et le nombre de pixels de l' image concernée par le niveau de gris correspondant figure en ordonnée. Dans une image éblouie sans traitement (figure 10A) , on constate :
- un grand nombre de pixels de valeur supérieure au seuil de saturation proche de 255 en niveau de gris [pic de saturation 81] - une luminosité moyenne et .forte, (due au blooming) , (référence 82) .
Il y a donc un décalage de l'histogramme vers les hauts niveaux de gris. Dans une image filtrée de l' art antérieur, sans juxtaposition d' images (figure 10B), on constate : une atténuation sur toute l'image (dite passive) jusqu'à un pic d'atténuation (83) dû à la combinaison de cette atténuation passive et de l'atténuation active du filtrage actif (suppression du pic de saturation précédent et donc de l' éblouissement ) .
Il y a ainsi, et cette fois-ci, un décalage de l'histogramme vers les bas niveaux de gris (référence 84) .
En d'autres termes, des informations
• précédemment perceptibles, deviennent non visibles.
Enfin dans une image filtrée selon l'invention (figure 10C) , on constate :
- une suppression du pic de saturation (filtrage actif - haut niveau de gris)
- une diminution du pic d'atténuation (filtrage passif - bas niveau de gris) (flèche 85) - la présence de l'ensemble des pixels sur une zone de niveaux de gris plus concentrée (référence 86) .
On obtient ainsi une image visible de meilleure qualité, avec les avantages sans les inconvénients des deux images précédentes.
Des moyens de sélection et d'analyse du seuil
• prédéterminé, (de juxtaposition) permettent avantageusement le découpage entre zones actives et passives . Pour ce faire, une analyse automatique des histogrammes ou encore une analyse des contrastes, permettent d'optimiser encore la qualité de l'image, ceci pour le cas où la caméra filtrée est également meilleure loin de la zone de saturation, car dans certains cas l'image filtrée peut se révéler dans la pratique plus intéressante et/ou plus contrastée.
Comme il va de soi et comme il résulte également de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits, mais en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où les algorithmes de filtration et/ou les masques sont différents de ceux précisément décrits, celles où les capteurs sont du type CMOS ou CID ou CCD, identiques ou non entre premier capteur et second capteur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système (22) d'élaboration d'une image comprenant une première caméra (27, 61) munie d'un premier capteur (29), et un second capteur (30, 62), caractérisé en ce que il comporte des moyens (31) d'identification de la ou des zones
(2, A) de pixels saturés en cas d' éblouissement du premier capteur, dite (s) zone (s) active (s), des moyens (31) de séparation des zones actives des zones (3,C) non saturées du premier capteur, dites zones passives, des moyens (31) d'élaboration d'une matrice filtre (37, 63) agencée pour ramener la quantité de lumière correspondant à la ou aux dites zones (2,A) actives en dessous du seuil de saturation Fsat du second capteur, de façon à obtenir une image visible desdites zones actives, et des moyens (35) de traitement algorithmique de l'image agencés pour juxtaposer les zones passives (3,C) du premier capteur et les zones filtrées du second capteur pour restituer une image complète ou sensiblement complète sans éblouissement.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (31) d'élaboration de la matrice filtre sont commandées par le premier capteur (29) .
3. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens (31) d'élaboration de la matrice filtre sont commandées par un capteur tierce.
4. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (31) d'élaboration de la matrice filtre sont commandés par le second capteur (30) .
5. Système selon l'une quelconque des revendications, caractérisé en ce que le contour des zones filtrées du second capteur (30) sont déterminées à partir des zones actives (A) du premier capteur (29) .
6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matrice filtre (37) est agencée pour bloquer totalement l'activation des pixels appartenant aux zones passives (3,C) vues par le second capteur (30) .
7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comporte une seule optique (26) de captation de l'image et des moyens (23) de division de l'image d'une part vers le premier capteur (29) sans filtration et d'autre part vers le second capteur (30) après filtration par la matrice filtre (37) .
8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que il comporte deux caméras (44, 45 ; 61, 62) à savoir une première caméra (45) munie du premier capteur (29) et une seconde caméra (44) munie du second capteur (30) et de la matrice filtre (37) .
9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matrice filtre (37) est un écran LCD, DMD ou MEMS placé devant le second capteur (30) , dont les cellules sont pilotées selon un algorithme de filtration préalablement calculé en fonction de l'intensité en entrée.
10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comporte de plus des moyens de réglages permettant un réglage séparé des images obtenues sur les deux capteurs .
11. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comporte des moyens agencés pour autoriser un recouvrement entre des zones actives et passives entre premier et second capteurs lors de la j uxtaposition .
12. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comporte un circuit (64) de contre-réaction agencé pour éliminer les parties de zones filtrées de façon excessive .
13. Procédé d'élaboration d'une image par une première caméra (27) munie d'un premier capteur (29) et un second capteur (30) , caractérisé en ce que il comporte les étapes suivantes : on identifie la ou les zones de pixels saturés en cas d' éblouissement du premier capteur, dites zones actives, on sépare les zones actives des zones non saturées du premier capteur, dites zones passives, on élabore une matrice filtre agencée pour ramener la quantité de lumière correspondant à la ou aux dites zones actives en dessous du seuil de saturation Fsat du second capteur de façon à obtenir une image visible desdites zones actives , et on traite l' image pour juxtaposer les zones passives du premier capteur et les zones filtrées du second capteur, pour restituer une image complète ou sensiblement complète sans éblouissement.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que on bloque l'activation des pixels appartenant aux zones passives du second capteur .
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que on capte l'image par le biais d'une seule optique (26), et on divise le faisceau optique issu de l'image via ladite optique en la dirigeant d'une part vers le premier capteur sans filtration et d' autre part vers le second capteur après filtration par la matrice filtre.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que on interpose devant le second capteur un filtre (37) dont les cellules sont programmées selon un algorithme de filtration, le filtre étant corrigé par un circuit de contre réaction.
17. Procédé selon _ l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que on corrige l'alignement masque/capteur par une calibration comprenant les étapes de balayage par un champ obscur de l'écran en Ox et en Oy, pour identifier le positionnement de la zone active, puis on ajoute le masque en vis-à-vis de la source lumineuse utilisée pour la calibration.
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