FR2740929A1 - Procede d'acquisition, selon une resolution amelioree, d'une image fournie par une pluralite d'elements photosensibles - Google Patents

Abstract

Procédé d'acquisition, selon une résolution améliorée, d'une image électronique fournie par une pluralité d'éléments photosensibles espacés les uns des autres et destinés à recevoir une image optique d'une scène, dans lequel on déplace l'image optique par rapport aux éléments pour couvrir sensiblement toute l'image de la scène, les positions relatives de l'image et des éléments photosensibles (6j) étant modifiées par commutation de l'une à l'autre d'une série de positions discrètes (7k) au moyen d'un déflecteur (3) recevant un faisceau lumineux (1) provenant de la scène.

Description

Procédé d'acquisition, selon une résolution améliorée, d'une image
fournie par une pluralité d'éléments photosensibles.

La présente invention concerne un procédé d'acquisition, selon une résolution améliorée, d'une image électronique fournie par une pluralité d'éléments photosensibles espacés les uns des autres et destinés å recevoir une image optique d'une scène, procédé dans lequel on déplace l'image optique par rapport aux éléments pour couvrir sensiblement toute l'image de la scène.

On connaît déja de tels procédés qui, par traitement de l'image, améliorent en résolution spatiale les performances de la pluralité d'éléments.

Les éléments photosensibles, en général disposés en une matrice réguliére, ne couvrent pas la totalité de la surface de celle-ci du fait qu'ils doivent être isolés électriquement les uns des autres. II en résulte une perte de sensibilité globale et surtout une perte de résolution pour les images comportant des détails de dimensions comparables ou inférieures à celles d'un élément photosensible et dont l'image risque de se former sur une zone inactive de la matrice. Pour résoudre à ce problème, on effectue un suréchantillonnage de l'image projetée sur la matrice. En d'autres termes, et la matrice étant organisée en lignes et colonnes d'éléments photosensibles, L'image est prise plusieurs fois en compte par la matrice, avec, à chaque fois, un léger décalage selon la direction des lignes et/ou des colonnes.

Ce décalage représente une fraction du pas, par exemple la moitié, séparant, dans la direction considérée, deux éléments photosensibles voisins, si bien que l'on capte, au moyen de quatre images dans cet exemple, la totalité de l'image reçue, qui peut être restituée électroniquement, avec une résolution meilleure, a l'aide d'une grille d'analyse électronique plus fine que la matrice.

Ainsi, EP-A-133 890 enseigne d'entraîner en balayage une image optique, le long d'une trajectoire fermée, sur une matrice de détecteurs, des images électroniques étant prises en différents points de cette trajectoire. Un montage à la cardan permet de moduler l'inclinaison d'un déflecteur optique rotatif pour définir la trajectoire de balayage.

Un tel dispositif nécessite toutefois de mettre en oeuvre des moyens complexes pour moduler l'inclinaison de l'élément déflecteur selon deux axes.

De plus, la prise de vue doit être relativement rapide pour éviter un effet de "bougé" dû au balayage. En outre, on ne dispose pas de toute liberté pour fixer l'ordre des prises d'image entre les diverses positions, ce qui pose parfois un problème de compatibilité avec un appareil de restitution de l'image.

La présente invention vise à réduire ou supprimer ces inconvénients.

A cet effet, I'invention concerne un procédé d'acquisition, selon une résolution améliorée d'une image électronique fournie par une pluralité d'éléments photosensibles espacés les uns des autres et destinés à recevoir une image optique d'une scène, dans lequel on déplace l'image optique par rapport aux élements pour couvrir sensiblement toute l'image de la scène, caractérisé par le fait que l'on modifie les positions relatives de l'image et des éléments photosensibles par commutation de l'une à l'autre d'une série de positions discrètes.

Ainsi, la commutation permet de passer d'une position a une autre, sans balayage intermédiaire. On peut donc par exemple utiliser une suite d'éléments commutateurs à propriétés de déflexion prédéterminées et ainsi éviter toute commande continue de balayage de haute précision selon une trajectoire définie. En outre, les déflexions étant indépendantes entre elles, on peut faire varier a volonté l'ordre de parcours des diverses positions.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante du mode de mise en oeuvre préféré du procédé de l'invention, en référence a la figure unique annexée, qui représente en perspective un dispositif de prise de vue mettant en oeuvre le procédé de l'invention.

Le dispositif représenté comporte, dans le sens de propagation d'un faisceau lumineux incident 1 provenant d'une scène observée, une optique collimatrice 2, un disque transparent 3 rotatif autour d'un axe 4, une lentille collimatrice 5, un capteur 6 comportant une pluralité d'éléments photosensibles 6j disposés en matrice selon un pas régulier P et espacés les uns des autres, et un circuit électronique 8 de traitement d'image qui reçoit les signaux électriques d'image provenant du capteur 6.

Le faisceau 1 est excentré par rapport au disque 3 afin de décrire une courbe fermée, ici circulaire ou du genre elliptique, lorsque le disque 3 tourne sous l'action d'un moteur électrique non représenté. Le disque 3 comporte une pluralité de secteurs 3i (ici i = 1 à 6) ayant chacun des propriétés déflectrices particulières . Ce sont ici des prismes qui, dans cet exemple, sont constitués d'un même matériau mais présentent un angle au sommet particulier à chacun, déterminant l'angle de déviation. L'orientation de l'arête de chaque prisme, dans ou au voisinage du plan du disque 3, détermine la direction de déflexion du faisceau 1. Les quatre points 7k (k = 1 2, 3, 4) disposés selon un carré de côté P12, illustrent les divers déplacements d'un point de l'image optique sur la matrice 5 dus à la déflexion des quatre secteurs 31-34.

Afin de limiter la taille du disque 3, L'image de la scéne est focalisée dans un plan proche du disque 3 ,l'image 6' représentée est celle de la matrice 6 à travers la lentille 5.

Grâce à ce procédé, on peut ainsi, par la simple rotation du disque 3, insérer sur le trajet optique 1 une succession d'éléments déflecteurs afin de commuter l'image projectée sur la matrice 6 d'une position à une autre, selon les décalages des points 7k représentés.

L'obtention de la succession de déflexions pourrait être obtenue par divers moyens de commutation ou adressage autres que des prismes, et par exemple des lames parallèles traversées obliquement et ayant des épaisseurs ou des inclinaisons différentes ou encore des déflecteurs statiques, par exemple acousto-optiques. Des déflexions par éléments réfléchissants sont de même envisageables. L'élément déflecteur (3) constitue ainsi une bibliothèque de déflexions qui sont choisies par l'utilisateur et programmées de façon rigide ou de façon variable s'il s'agit d'un élément à déflexion commandée.

Dans cet exemple, les deux secteurs 35 et 36 servent, inversement, à commuter la direction observée (1), et non la direction du faisceau émergent, pour projeter, sur une position déterminée de la matrice 6, L'image d'une source optique locale calibrée et d'un cache, non représentés. La réponse des éléments 6j est alors comparée à deux réponses type mémorisées, ce qui permet de déterminer la dérive du gain et du courant d'obscurité des éléments 6j au cours du temps et de compenser les mesures ultérieures par l'étalonnage ainsi effectué au moyen de la substitution à la scéne de la source optique.

D'une façon, plus générale, comme l'amplitude du saut de déflexion est indépendante de la commande, ici de rotation, on peut effectuer des déflexions bien supérieures au pas P entre éléments 6j. En d'autres termes la commutation entre positions décalées de l'image s'effectue à une vitesse de phase pouvant être très élevée, contrairement au cas d'un balayage continu, dont la vitesse d'un faisceau reste limitée. En particulier, on peut programmer, avec les secteurs 3i, des observations selon des directions 1 de faisceau incident différentes.

Le recadrage entre les images fragmentaires successivement obtenues de la scène observée va maintenant être expliqué.

Le circuit de traitement d'image 8 mémorise chaque image fragmentaire en association avec une information de décalage de position, correspondant à la déflexion de chaque secteur 3i. Une base de temps synchronise le circuit 8 par rapport à la rotation commandée du disque 3. Un capteur de position angulaire pourrait cependant remplacer la base de temps et permettrait un fonctionnement asynchrone.

Le circuit 8 superpose ensuite, à chaque cycle du disque 3, les images fragmentaires pour former une image complète. Le sur-échantillonnage réalisé (P/2) permet aussi d'accroître la résolution par rapport au pas P des éléments 6j. Une interpolation entre niveaux d'intensité des pixels de l'image permet d'obtenir une résolution meilleure que P/2.

En outre, I'ordre d'adressage des diverses positions 7k peut être choisi pour s'adapter à celui d'un moniteur vidéo restituant l'image, afin d'avoir un temps de retard sensiblement constant entre le rafraîchissement de chaque image fragmentaire et sa lecture par le moniteur, après traitement complémentaire éventuel de l'image. Ainsi, dans le cas d'une lecture en mode balayage télévision, par lignes successives et dans un sens constant, les secteurs 31, 32, 33, 34 afin de rafraîchir les images des positions 71, 72, 73, 74, qui se suivent selon deux lignes rafraîchies selon un même sens.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'acquisition, selon une résolution améliorée, d'une image électronique fournie par une pluralité d'éléments photosensibles espacés les uns des autres et destinés à recevoir une image optique d'une scène, dans lequel on déplace l'image optique par rapport aux éléments pour couvrir sensiblement toute l'image de la scène, caractérisé par le fait que l'on modifie les positions relatives de l'image et des éléments photosensibles (6j) par commutation de l'une à l'autre d'une série de positions discrètes (7k).

2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel, pour modifier les positions relatives de l'image et des éléments photosensibles, on modifie la déflexion d'un moyen de déflexion (3) recevant un faisceau lumineux (1) provenant de la scéne.

3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel, on fait tourner un disque rotatif (3) comportant divers secteurs (3i) à propriétés déflectrices différentes.

4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel on focalise l'image dans un plan proche du disque (3).

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on étalonne les éléments photosensibles (6j).

6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel on étalonne les éléments photosensibles par substitution à la scène d'une source optique d'étalonnage.