FR3151958A1 - METHOD FOR VISUALIZING A LASER SPOT IN A CORRECTED COLOR IMAGE AND IMAGE DETECTION DEVICE IMPLEMENTING THE METHOD - Google Patents
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Abstract
L’invention propose un dispositif de détection d’image destiné à visualiser un spot laser sur une image en couleurs. Le dispositif comprend une matrice de photosites et une matrice de microfiltres comprenant quatre types de microfiltres distincts dont trois premiers types présentent une transmission dans deux domaines spectraux, et un quatrième type présente une transmission dans un seul des deux domaines spectraux. Le dispositif comporte en outre un filtre optique coupe-bande dans un sous-domaine d’un deuxième domaine spectral. Le dispositif est configuré pour construire (301) une image pour chaque type de microfiltre ; corriger (302) chaque image résultant d’un premier type de microfiltre, par soustraction de valeurs, pondérées par un coefficient, de pixels de l’image résultant du quatrième type de microfiltre ; obtenir (303) une image couleur à partir des images corrigées, détecter (304) un spot laser dans l’image résultant du quatrième type de microfiltre et insérer (305) le spot laser dans l’image couleur. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 3 The invention proposes an image detection device intended to visualize a laser spot on a color image. The device comprises a matrix of photosites and a matrix of microfilters comprising four types of distinct microfilters, of which three first types have a transmission in two spectral domains, and a fourth type has a transmission in only one of the two spectral domains. The device further comprises an optical band-stop filter in a subdomain of a second spectral domain. The device is configured to construct (301) an image for each type of microfilter; correct (302) each image resulting from a first type of microfilter, by subtracting values, weighted by a coefficient, of pixels from the image resulting from the fourth type of microfilter; obtain (303) a color image from the corrected images, detect (304) a laser spot in the image resulting from the fourth type of microfilter and insert (305) the laser spot into the color image. Figure to be published with the abstract: Fig. 3
Description
La présente invention concerne le domaine des capteurs d’images et concerne plus particulièrement un procédé destiné à visualiser une image en couleurs d’une scène ainsi qu’un spot laser généré par un pointeur laser infrarouge et présent dans ladite scène.The present invention relates to the field of image sensors and more particularly relates to a method intended to visualize a color image of a scene as well as a laser spot generated by an infrared laser pointer and present in said scene.
Les capteurs d’image de type capteurs CMOS sur silicium ont l’avantage d’être fabriqués en grand nombre et à bas coût. Ils ont des applications reconnues dans la détection d’images en couleur, grâce à leur sensibilité de détection dans la gamme spectrale du visible, située à des longueurs d’onde allant de 400 nm à 780 nm. Pour obtenir une image en couleurs, une matrice de microfiltres colorés, telle qu’une matrice de Bayer, est habituellement placée devant une matrice de photosites du capteur d’image. La matrice de microfiltres comprend généralement trois types de filtres colorés, par exemple des filtres rouges, verts et bleus. Une image en couleurs peut alors être construite en tenant compte, pour chaque pixel de l’image, de niveaux de signal reçus par des photosites à travers les différents types de filtres colorés.Image sensors of the CMOS silicon type have the advantage of being manufactured in large numbers and at low cost. They have recognized applications in the detection of color images, thanks to their detection sensitivity in the visible spectral range, located at wavelengths ranging from 400 nm to 780 nm. To obtain a color image, an array of colored microfilters, such as a Bayer array, is usually placed in front of an array of photosites of the image sensor. The array of microfilters generally includes three types of colored filters, for example red, green and blue filters. A color image can then be constructed by taking into account, for each pixel of the image, signal levels received by photosites through the different types of colored filters.
Afin d’obtenir une image en couleurs présentant une bonne fidélité colorimétrique, autrement dit une image dont les couleurs apparentes se rapprochent le plus possible des couleurs de la scène imagée telles que perçues par l’œil humain, il est nécessaire d’isoler des signaux issus de rayonnements de longueur d’onde située dans le visible de signaux issus de rayonnements de longueur d’onde située hors du domaine visible, par exemple en évitant la détection, par les photosites, de rayonnements infrarouges. Or, la gamme spectrale de détection d’un capteur CMOS sur silicium s’étend, en raison de l’énergie de bande interdite intrinsèque du silicium, au proche infrarouge, à des longueurs d’onde allant au-delà de 780 nm. En outre, les filtres de la matrice de microfiltres présentent généralement un profil de transmission qui s’étend également au proche infrarouge, en raison de contraintes de conception des microfiltres. La fidélité colorimétrique peut alors être augmentée en utilisant un filtre additionnel passe-bas, permettant d’arrêter ou couper les rayonnements dans le proche infrarouge, de longueur d’onde supérieure à 780 nm.In order to obtain a color image with good colorimetric fidelity, in other words an image whose apparent colors are as close as possible to the colors of the imaged scene as perceived by the human eye, it is necessary to isolate signals from radiation with a wavelength located in the visible range from signals from radiation with a wavelength located outside the visible range, for example by avoiding the detection, by the photosites, of infrared radiation. However, the spectral detection range of a CMOS sensor on silicon extends, due to the intrinsic bandgap energy of silicon, to the near infrared, at wavelengths beyond 780 nm. In addition, the filters of the microfilter array generally have a transmission profile that also extends to the near infrared, due to design constraints of the microfilters. Colorimetric fidelity can then be increased by using an additional low-pass filter, making it possible to stop or cut radiation in the near infrared, with a wavelength greater than 780 nm.
Dans certains contextes, et en particulier dans un contexte d’applications militaires, il est intéressant de visualiser un spot laser généré par un pointeur laser infrarouge et présent dans une scène, par exemple pour des raisons de furtivité. La détection d’un tel spot laser nécessite une détection d’un rayonnement optique situé dans une gamme spectrale de l’infrarouge, par exemple dans une gamme spectrale située entre 800 et 1000 nm de longueur d’onde. L’utilisation d’un tel filtre passe-bas, permettant d’arrêter les rayonnements dans le proche infrarouge, empêche donc la détection du spot laser.In some contexts, and in particular in a military application context, it is interesting to visualize a laser spot generated by an infrared laser pointer and present in a scene, for example for stealth reasons. The detection of such a laser spot requires the detection of optical radiation located in an infrared spectral range, for example in a spectral range located between 800 and 1000 nm in wavelength. The use of such a low-pass filter, making it possible to stop radiation in the near infrared, therefore prevents the detection of the laser spot.
Le document FR 3 039 290 décrit un procédé de visualisation de spot laser, dans le domaine de l’infrarouge, requérant des détections d’une scène dans plusieurs bandes spectrales présentant une continuité spectrale. Cependant, le procédé décrit ne permet d’obtenir une image en couleurs ni d’en améliorer la fidélité colorimétrique.Document FR 3 039 290 describes a method for visualizing a laser spot, in the infrared range, requiring detections of a scene in several spectral bands exhibiting spectral continuity. However, the method described does not make it possible to obtain a color image or to improve its colorimetric fidelity.
Il est alors souhaitable de pallier ces inconvénients de l’état de la technique.It is then desirable to overcome these drawbacks of the state of the art.
Il est notamment souhaitable de fournir une solution qui permette de visualiser un spot laser, dans le domaine de l’infrarouge, tout en permettant l’obtention d’une image en couleurs et en améliorant la fidélité colorimétrique de ladite image en couleurs par rapport à la scène imagée. Il est en outre souhaitable de fournir une solution à bas coût et implémentée par un seul capteur d’image. Il est enfin souhaitable de fournir une solution qui évite un décalage spatial entre l’image du spot laser et l’image de la scène et qui évite plus particulièrement l’introduction d’un biais d’alignement entre l’image du spot laser et l’image de la scène.It is particularly desirable to provide a solution that makes it possible to visualize a laser spot, in the infrared domain, while making it possible to obtain a color image and improving the colorimetric fidelity of said color image with respect to the imaged scene. It is furthermore desirable to provide a low-cost solution implemented by a single image sensor. Finally, it is desirable to provide a solution that avoids a spatial offset between the image of the laser spot and the image of the scene and that more particularly avoids the introduction of an alignment bias between the image of the laser spot and the image of the scene.
Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif de détection d’image destiné à visualiser un spot laser sur une image en couleurs, le dispositif de détection d’image étant de type capteur CMOS, comprenant une matrice de photosites, comprenant une matrice de microfiltres agencée de sorte que chaque photosite soit disposé face à un microfiltre de la matrice de microfiltres, et comprenant un objectif configuré pour produire une image d’une scène sur la matrice de photosites. La matrice de microfiltres comprend au moins quatre types de microfiltres présentant chacun une gamme spectrale de transmission différente, au moins trois premiers types de microfiltres présentant chacun une gamme spectrale de transmission comprise dans un premier domaine spectral et dans un deuxième domaine spectral, la gamme spectrale de transmission d’un quatrième type de microfiltre étant comprise uniquement dans le deuxième domaine spectral. Le dispositif de détection d’image comporte en outre un filtre optique coupe-bande présentant une gamme spectrale d’extinction s’étendant dans un premier sous-domaine spectral du deuxième domaine spectral, et comporte une unité de traitement comportant de la circuiterie électronique configurée pour : construire une image associée à chaque type de microfiltre et présentant un nombre de pixels prédéterminé, chaque pixel de l’image comprenant une valeur représentative d’un niveau de signal détecté par un photosite associé audit type de microfiltre ou interpolé à partir de niveaux de signal détectés par des photosites associés audit type de microfiltre ; corriger chaque image associée à l’un des au moins trois premiers types de microfiltres, en soustrayant, à la valeur de chaque pixel de position déterminée dans ladite image, la valeur du pixel à ladite position déterminée de l’image associée au filtre de quatrième type, ladite valeur étant pondérée par un coefficient propre au type de microfiltre associé à chaque image corrigée ; obtenir une image en couleurs à partir de l’ensemble des images corrigées associées chacune à l’un des au moins trois premiers types de microfiltres ; détecter un spot laser présentant une forme prédéterminée dans l’image associée au quatrième type de microfiltre et insérer le spot laser dans l’image en couleurs obtenue.An object of the present invention is to provide an image detection device intended to visualize a laser spot on a color image, the image detection device being of the CMOS sensor type, comprising a matrix of photosites, comprising a matrix of microfilters arranged so that each photosite is arranged facing a microfilter of the matrix of microfilters, and comprising a lens configured to produce an image of a scene on the matrix of photosites. The matrix of microfilters comprises at least four types of microfilters each having a different spectral transmission range, at least three first types of microfilters each having a spectral transmission range included in a first spectral domain and in a second spectral domain, the spectral transmission range of a fourth type of microfilter being included only in the second spectral domain. The image detection device further comprises an optical band-stop filter having a spectral extinction range extending in a first spectral subdomain of the second spectral domain, and comprises a processing unit comprising electronic circuitry configured to: construct an image associated with each type of microfilter and having a predetermined number of pixels, each pixel of the image comprising a value representative of a signal level detected by a photosite associated with said type of microfilter or interpolated from signal levels detected by photosites associated with said type of microfilter; correct each image associated with one of the at least three first types of microfilters, by subtracting, from the value of each pixel of a determined position in said image, the value of the pixel at said determined position of the image associated with the filter of the fourth type, said value being weighted by a coefficient specific to the type of microfilter associated with each corrected image; obtain a color image from all of the corrected images each associated with one of the at least three first types of microfilters; detecting a laser spot having a predetermined shape in the image associated with the fourth type of microfilter and inserting the laser spot into the resulting color image.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de détection d’image comprend en outre un système optique filtrant présentant un premier taux de transmission dans le premier domaine spectral et un deuxième taux de transmission, distinct du premier taux de transmission, dans le deuxième domaine spectral.According to a particular embodiment, the image detection device further comprises an optical filtering system having a first transmission rate in the first spectral domain and a second transmission rate, distinct from the first transmission rate, in the second spectral domain.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de détection d’image comprend en outre un système optique filtrant présentant une largeur spectrale de transmission variable et ajustable dans le deuxième domaine spectral, ledit système optique filtrant étant configuré pour couper un rayonnement optique reçu hors de ladite largeur spectrale de transmission dans le deuxième domaine spectral.According to a particular embodiment, the image detection device further comprises an optical filtering system having a variable and adjustable transmission spectral width in the second spectral domain, said optical filtering system being configured to cut optical radiation received outside of said transmission spectral width in the second spectral domain.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif est dimensionné pour obtenir une tâche de focalisation, dans le plan de la matrice de photosites, de dimension supérieure à la dimension d’au moins deux photosites.According to a particular embodiment, the device is sized to obtain a focusing task, in the plane of the photosite matrix, of dimension greater than the dimension of at least two photosites.
L’invention concerne également un procédé de visualisation d’un spot laser sur une image en couleurs, le procédé étant implémenté par un dispositif de détection d’image, de type capteur CMOS, comprenant une matrice de photosites, comprenant une matrice de microfiltres agencée de sorte que chaque photosite soit disposé face à un microfiltre de la matrice de microfiltres, et comprenant un objectif configuré pour produire une image d’une scène sur la matrice de photosites. La matrice de microfiltres comprend au moins quatre types de microfiltres présentant chacun une gamme spectrale de transmission différente, au moins trois premiers types de microfiltres présentant chacun une gamme spectrale de transmission comprise dans un premier domaine spectral et dans un deuxième domaine spectral, la gamme spectrale de transmission d’un quatrième type de microfiltre étant comprise uniquement dans le deuxième domaine spectral. Le dispositif de détection d’image comporte en outre un filtre optique coupe-bande présentant une gamme spectrale d’extinction s’étendant dans un premier sous-domaine spectral du deuxième domaine spectral, et comporte des étapes implémentées par une unité de traitement du dispositif de détection d’image, de : construire une image associée à chaque type de microfiltre et présentant un nombre de pixels prédéterminé, chaque pixel de l’image comprenant une valeur représentative d’un niveau de signal détecté par un photosite associé audit type de microfiltre ou interpolé à partir de niveaux de signal détectés par des photosites associés audit type de microfiltre ; corriger chaque image associée à l’un des au moins trois premiers types de microfiltres, en soustrayant, à la valeur de chaque pixel de position déterminée dans ladite image, la valeur du pixel à ladite position déterminée de l’image associée au filtre de quatrième type, ladite valeur étant pondérée par un coefficient propre au type de microfiltre associé à chaque image corrigée ; obtenir une image en couleurs à partir de l’ensemble des images corrigées associées chacune à l’un des au moins trois premiers types de microfiltres ; détecter un spot laser présentant une forme prédéterminée dans l’image associée au quatrième type de microfiltre et insérer le spot laser dans l’image en couleurs obtenue.The invention also relates to a method for visualizing a laser spot on a color image, the method being implemented by an image detection device, of the CMOS sensor type, comprising a matrix of photosites, comprising a matrix of microfilters arranged so that each photosite is arranged facing a microfilter of the matrix of microfilters, and comprising a lens configured to produce an image of a scene on the matrix of photosites. The matrix of microfilters comprises at least four types of microfilters each having a different spectral transmission range, at least three first types of microfilters each having a spectral transmission range included in a first spectral domain and in a second spectral domain, the spectral transmission range of a fourth type of microfilter being included only in the second spectral domain. The image detection device further comprises an optical band-stop filter having a spectral extinction range extending in a first spectral subdomain of the second spectral domain, and comprises steps implemented by a processing unit of the image detection device, of: constructing an image associated with each type of microfilter and having a predetermined number of pixels, each pixel of the image comprising a value representative of a signal level detected by a photosite associated with said type of microfilter or interpolated from signal levels detected by photosites associated with said type of microfilter; correcting each image associated with one of the at least three first types of microfilters, by subtracting, from the value of each pixel of a determined position in said image, the value of the pixel at said determined position of the image associated with the filter of the fourth type, said value being weighted by a coefficient specific to the type of microfilter associated with each corrected image; obtaining a color image from all of the corrected images each associated with one of the at least three first types of microfilters; detecting a laser spot having a predetermined shape in the image associated with the fourth type of microfilter and inserting the laser spot into the resulting color image.
Les caractéristiques de l’invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d’autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’au moins un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :The above-mentioned and other features of the invention will become more apparent from the following description of at least one exemplary embodiment, said description being given in relation to the accompanying drawings, among which:
EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATIONDETAILED PRESENTATION OF IMPLEMENTATION METHODS
La
Le dispositif de détection d’image 1 comprend en outre une matrice de microfiltres 102 agencée de sorte que chaque microfiltre soit agencé face à un photosite de la matrice de photosites 101. Selon un mode de réalisation, chaque microfiltre est agencé face à un seul photosite. Alternativement, chaque microfiltre est agencé face à une pluralité de photosites, par exemple face à deux photosites. La matrice de microfiltres 102 est disposée devant la matrice de photosites. Le terme devant est ici défini relativement à un sens 110 d’incidence du rayonnement optique détecté par les photosites. Préférentiellement, la matrice de microfiltres 102 comprend autant de microfiltres qu’il y a de photosites dans la matrice de photosites 101 et chaque photosite de la matrice de photosites 101 est associé à un microfiltre.The image detection device 1 further comprises a microfilter array 102 arranged such that each microfilter is arranged facing a photosite of the photosite array 101. According to one embodiment, each microfilter is arranged facing a single photosite. Alternatively, each microfilter is arranged facing a plurality of photosites, for example facing two photosites. The microfilter array 102 is arranged in front of the photosite array. The term in front is here defined relative to a direction 110 of incidence of the optical radiation detected by the photosites. Preferably, the microfilter array 102 comprises as many microfilters as there are photosites in the photosite array 101 and each photosite of the photosite array 101 is associated with a microfilter.
La matrice de microfiltres 102 comprend au moins quatre types de microfiltres présentant chacun une gamme spectrale de transmission différente. Une gamme spectrale de transmission différente signifie que des niveaux de transmission dans au moins une partie de la gamme spectrale de transmission sont différents entre deux types de microfiltres. Une gamme spectrale de transmission d’un élément filtrant est définie comme la gamme spectrale à laquelle le niveau de transmission est supérieur à un seuil de transmission prédéfini, ou la gamme spectrale à laquelle le niveau de transmission normalisé, par rapport à un niveau maximum de transmission obtenu par le filtre, est supérieur à un pourcentage prédéfini, par exemple supérieur à 20%. Une gamme spectrale de transmission n’est pas nécessairement continue et peut ainsi comporter plusieurs bandes spectrales disjointes dans lesquelles le niveau de transmission est supérieur au seuil de transmission prédéfini.The microfilter array 102 comprises at least four types of microfilters each having a different transmission spectral range. A different transmission spectral range means that transmission levels in at least a portion of the transmission spectral range are different between two types of microfilters. A transmission spectral range of a filter element is defined as the spectral range at which the transmission level is greater than a predefined transmission threshold, or the spectral range at which the normalized transmission level, relative to a maximum transmission level obtained by the filter, is greater than a predefined percentage, for example greater than 20%. A transmission spectral range is not necessarily continuous and may thus comprise several disjoint spectral bands in which the transmission level is greater than the predefined transmission threshold.
Au moins trois premiers types de microfiltres de la matrice de microfiltres 102 présentent une gamme spectrale de transmission comprise dans le domaine du visible et dans le domaine du proche infrarouge. Le domaine du visible est défini par une gamme de longueurs d’onde située entre 400 nm et 780 nm. Le domaine du proche infrarouge est défini par une gamme de longueurs d’onde située entre 780 nm et 1000 nm. Dans le domaine du visible, la gamme spectrale de transmission est différente pour chacun des trois premiers types de microfiltres de sorte à permettre une détection de rayonnements optiques de couleurs distinctes.At least three first types of microfilters of the microfilter array 102 have a spectral transmission range in the visible range and in the near infrared range. The visible range is defined by a wavelength range between 400 nm and 780 nm. The near infrared range is defined by a wavelength range between 780 nm and 1000 nm. In the visible range, the spectral transmission range is different for each of the first three types of microfilters so as to allow detection of optical radiation of distinct colors.
Un quatrième type de microfiltres de la matrice de microfiltres 102 présente une gamme spectrale de transmission comprise uniquement dans le domaine du proche infrarouge.A fourth type of microfilters of the microfilter array 102 has a transmission spectral range comprised only in the near infrared region.
La
Selon cet exemple, la matrice de microfiltres 102 comprend quatre types de microfiltres. Les au moins trois premiers types de microfiltres comprennent un premier type de microfiltre, dit microfiltre rouge R, un deuxième type de microfiltre, dit microfiltre vert V, et un troisième type de microfiltre, dit microfiltre bleu B. Le quatrième type de microfiltre est un microfiltre infrarouge IR.According to this example, the microfilter array 102 comprises four types of microfilters. The at least three first types of microfilters comprise a first type of microfilter, called a red microfilter R, a second type of microfilter, called a green microfilter V, and a third type of microfilter, called a blue microfilter B. The fourth type of microfilter is an infrared microfilter IR.
Dans le domaine du visible, la gamme spectrale de transmission du microfiltre rouge R s’étend par exemple de 580 nm à 700 nm de longueur d’onde, la gamme spectrale de transmission du microfiltre vert V s’étend par exemple de 500 nm à 600 nm de longueur d’onde, et la gamme spectrale de transmission du microfiltre bleu B s’étend par exemple de 400 nm à 500 nm. Les premiers types de microfiltres rouge R, vert V et bleu B sont présentés ici à titre d’exemple mais des microfiltres présentant d’autres gammes spectrales de transmission peuvent être alternativement, ou en outre, utilisés, tels que des microfiltres cyan, magenta ou jaune.In the visible range, the spectral transmission range of the red microfilter R extends for example from 580 nm to 700 nm wavelength, the spectral transmission range of the green microfilter V extends for example from 500 nm to 600 nm wavelength, and the spectral transmission range of the blue microfilter B extends for example from 400 nm to 500 nm. The first types of red microfilters R, green microfilters V and blue microfilters B are presented here as examples, but microfilters having other spectral transmission ranges can be used alternatively, or in addition, such as cyan, magenta or yellow microfilters.
Dans le domaine du proche infrarouge, chacun des au moins trois premiers types de microfiltres présente un profil de transmission distinct. Un profil de transmission est défini par le niveau de transmission du microfiltre en fonction de la longueur d’onde.In the near infrared range, each of the first three or more types of microfilters has a distinct transmission profile. A transmission profile is defined by the transmission level of the microfilter as a function of wavelength.
Le domaine du proche infrarouge se décompose en un premier sous-domaine spectral du proche infrarouge, situé par exemple entre 780 nm et 800 nm de longueur d’onde, et un deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge, situé par exemple entre 800 nm et 1000 nm de longueur d’onde. Dans le premier sous-domaine spectral du proche infrarouge, les profils de transmission des au moins trois premiers types de filtres diffèrent les uns des autres. En revanche, dans le deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge, les profils de transmission desdits au moins trois premiers types de filtres sont proportionnels les uns par rapport aux autres.The near-infrared range is divided into a first near-infrared spectral sub-range, for example between 780 nm and 800 nm in wavelength, and a second near-infrared spectral sub-range, for example between 800 nm and 1000 nm in wavelength. In the first near-infrared spectral sub-range, the transmission profiles of the at least three first types of filters differ from one another. On the other hand, in the second near-infrared spectral sub-range, the transmission profiles of said at least three first types of filters are proportional to one another.
Le quatrième type de microfiltre, dit microfiltre infrarouge IR, de la matrice de microfiltres 102 présente une transmission inférieure au seuil de transmission prédéfini dans le domaine spectral du visible et présente ainsi une gamme spectrale de transmission comprise uniquement dans le domaine du proche infrarouge. Les microfiltres infrarouge IR présentent un profil de transmission proportionnel aux profils de transmission des microfiltres rouge R, vert V et bleu B dans le deuxième sous-domaine spectral de l’infrarouge. Le profil de transmission des microfiltres infrarouges IR peut être différent des profils de transmission des microfiltres rouge R, vert V et bleu V dans le premier sous-domaine spectral de l’infrarouge.The fourth type of microfilter, called IR infrared microfilter, of the microfilter array 102 has a transmission lower than the predefined transmission threshold in the visible spectral range and thus has a spectral transmission range included only in the near infrared range. The IR infrared microfilters have a transmission profile proportional to the transmission profiles of the red R, green V and blue B microfilters in the second infrared spectral sub-range. The transmission profile of the IR infrared microfilters may be different from the transmission profiles of the red R, green V and blue V microfilters in the first infrared spectral sub-range.
Les filtres de chacun des types de microfiltres sont répartis régulièrement sur la matrice de microfiltres 102. Selon l’exemple illustré en
De retour à la
Selon un mode de réalisation, le dispositif de détection d’image 1 est dimensionné pour obtenir une tâche de focalisation, dans le plan de la matrice de photosites 101, de dimension supérieure à la dimension d’un photosite, et préférentiellement recouvrant une pluralité de photosites, par exemple recouvrant 2 à 4 photosites. Ainsi, chaque signal optique est reçu à travers plusieurs types de microfiltres. Des effets de repliement de spectre résultant de la présence de différents types de microfiltres face à des photosites contigus peuvent alors être évités.According to one embodiment, the image detection device 1 is sized to obtain a focusing task, in the plane of the photosite matrix 101, of a dimension greater than the dimension of a photosite, and preferentially covering a plurality of photosites, for example covering 2 to 4 photosites. Thus, each optical signal is received through several types of microfilters. Spectrum folding effects resulting from the presence of different types of microfilters facing contiguous photosites can then be avoided.
Le dispositif de détection d’image 1 comporte en outre un filtre optique coupe-bande 104 présentant une gamme spectrale d’extinction s’étendant au moins au premier sous-domaine spectral du proche infrarouge, située par exemple entre 780 nm et 800 nm de longueur d’onde. Une gamme spectrale d’extinction est définie comme une gamme spectrale à laquelle le niveau de transmission du filtre est inférieur au seuil de transmission prédéfini. Selon un mode de réalisation, la gamme spectrale d’extinction du filtre optique coupe-bande 104 s’étend en-deçà du premier sous-domaine spectral du proche infrarouge, par exemple entre 700 nm et 800 nm, mais pas en-deçà de la longueur d’onde de transmission la plus élevée, dans le visible, des premiers types de microfiltres, par exemple pas en-deçà de 700 nm lors de l’utilisation de microfiltres rouge R. Selon un mode de réalisation, la gamme spectrale d’extinction du filtre optique coupe-bande 104 peut s’étendre au-delà du premier sous-domaine spectral du proche infrarouge, par exemple au-delà de 800 nm, mais ne peut s’étendre jusqu’à la longueur d’onde la plus élevée du deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge, par exemple 1000 nm, de sorte qu’au moins une partie du rayonnement reçu dans le deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge puisse être détecté par les photosites.The image detection device 1 further comprises an optical band-stop filter 104 having a spectral extinction range extending at least to the first spectral subdomain of the near infrared, located for example between 780 nm and 800 nm in wavelength. A spectral extinction range is defined as a spectral range at which the transmission level of the filter is lower than the predefined transmission threshold. According to one embodiment, the spectral extinction range of the optical notch filter 104 extends below the first near-infrared spectral sub-domain, for example between 700 nm and 800 nm, but not below the highest transmission wavelength, in the visible, of the first types of microfilters, for example not below 700 nm when using red R microfilters. According to one embodiment, the spectral extinction range of the optical notch filter 104 may extend beyond the first near-infrared spectral sub-domain, for example beyond 800 nm, but may not extend up to the highest wavelength of the second near-infrared spectral sub-domain, for example 1000 nm, such that at least a portion of the radiation received in the second near-infrared spectral sub-domain can be detected by the photosites.
Le filtre optique coupe-bande 104 est agencé de sorte à faire face à l’ensemble des photosites de la matrice de photosites 101. Le filtre optique coupe-bande 104 est intégré au dispositif de détection d’image 1 et situé entre la scène imagée et la matrice de photosites 101 Selon un mode de réalisation, le filtre optique coupe-bande 104 est disposé devant l’objectif 103. Selon un mode de réalisation, le filtre optique coupe-bande 104 est intégré à l’objectif 103, par exemple grâce au choix d’un matériau adapté ou à l’aide d’un traitement de surface. Le filtre optique coupe-bande 104 permet ainsi d’empêcher tout rayonnement de longueur d’onde appartenant au premier sous-domaine spectral du proche infrarouge d’être détecté par les photosites de la matrice de photosites 101.The optical band-stop filter 104 is arranged so as to face all of the photosites of the photosite array 101. The optical band-stop filter 104 is integrated into the image detection device 1 and located between the imaged scene and the photosite array 101. According to one embodiment, the optical band-stop filter 104 is arranged in front of the lens 103. According to one embodiment, the optical band-stop filter 104 is integrated into the lens 103, for example by choosing a suitable material or by means of a surface treatment. The optical band-stop filter 104 thus makes it possible to prevent any radiation of a wavelength belonging to the first spectral subdomain of the near infrared from being detected by the photosites of the photosite array 101.
Le dispositif de détection d’image 1 comporte l’unité de traitement 105 configurée pour recevoir, pour chaque photosite de la matrice de photosites 101, une information représentative d’un niveau de signal détecté par le photosite en question. Chaque information représentative d’un niveau de signal est reçue en association avec une position du photosite dans la matrice de photosites 101 et est en outre associée à un type de microfiltre de la matrice de microfiltres 102, à l’aide par exemple d’une table de correspondance, enregistrée en mémoire de l’unité de traitement 105 et associant chaque position de la matrice de photosite à un type de microfiltre. La position d’un photosite est par exemple définie par des coordonnées telles qu’un numéro de ligne et un numéro de colonne.The image detection device 1 comprises the processing unit 105 configured to receive, for each photosite of the photosite matrix 101, information representative of a signal level detected by the photosite in question. Each information representative of a signal level is received in association with a position of the photosite in the photosite matrix 101 and is further associated with a type of microfilter of the microfilter matrix 102, using for example a correspondence table, recorded in the memory of the processing unit 105 and associating each position of the photosite matrix with a type of microfilter. The position of a photosite is for example defined by coordinates such as a row number and a column number.
L’unité de traitement 105 est en outre configurée pour traiter les informations reçues et représentatives de niveaux de signal et pour construire une image à partir desdits niveaux de signal. De manière générale, l’unité de traitement comporte de la circuiterie électronique configurée pour implémenter les étapes du procédé de détection d’image décrit à la
Selon un mode de réalisation, le dispositif de détection d’image 1 comporte en outre un système optique filtrant 106. Le système optique filtrant 106 présente un premier niveau de transmission dans le domaine du visible, entre 400 nm et 780 nm de longueur d’onde par exemple, et un deuxième niveau de transmission, distinct du premier niveau de transmission, dans le deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge, entre 800 nm et 1000 nm de longueur d’onde par exemple. Le premier niveau de transmission et le deuxième niveau de transmission sont déterminés de sorte à compenser une différence d’intensité lumineuse moyenne reçue dans le domaine du visible d’une part et dans le deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge d’autre part. L’écart relatif entre le premier niveau de transmission et le deuxième niveau de transmission est par exemple déterminé préalablement à la visualisation d’une scène en tenant compte de paramètres de luminosité estimés associés au contexte d’observation de la scène d’une part, et d’autre part à une intensité d’émission d’un pointeur laser infrarouge générant un spot laser. Le système optique filtrant 106 permet ainsi de détecter un spot laser simultanément à une scène dans laquelle se trouve le spot laser même lorsque l’intensité lumineuse émise par le spot laser est faible par rapport à l’intensité lumineuse détectée émise par la scène ou inversement.According to one embodiment, the image detection device 1 further comprises a filtering optical system 106. The filtering optical system 106 has a first transmission level in the visible range, between 400 nm and 780 nm wavelength for example, and a second transmission level, distinct from the first transmission level, in the second near-infrared spectral sub-range, between 800 nm and 1000 nm wavelength for example. The first transmission level and the second transmission level are determined so as to compensate for a difference in average light intensity received in the visible range on the one hand and in the second near-infrared spectral sub-range on the other hand. The relative difference between the first transmission level and the second transmission level is for example determined prior to viewing a scene by taking into account estimated brightness parameters associated with the observation context of the scene on the one hand, and on the other hand with an emission intensity of an infrared laser pointer generating a laser spot. The optical filtering system 106 thus makes it possible to detect a laser spot simultaneously with a scene in which the laser spot is located even when the light intensity emitted by the laser spot is low compared to the detected light intensity emitted by the scene or vice versa.
Selon un mode de réalisation, le système optique filtrant 106 comprend un ou plusieurs filtres optiques additionnels permettant d’ajuster le premier niveau de transmission relativement au deuxième niveau de transmission. Le système optique filtrant 106 est intégré au dispositif de détection d’image 1 et situé entre la scène imagée et la matrice de photosites 101. Selon un mode de réalisation, le système optique filtrant 106 est disposé devant le filtre coupe-bande 104, comme illustré en
Alternativement, le premier et le deuxième niveau de transmission sont équivalents mais la largeur spectrale de transmission dans le deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge est variable et peut être élargie ou rétrécie de sorte à compenser une différence d’intensité lumineuse moyenne reçue dans le domaine du visible d’une part et dans le deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge d’autre part. Selon un exemple, le système optique filtrant 106 comprend un premier filtre interférentiel de type passe-haut, avec une première longueur d’onde de coupure située dans le deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge, et un deuxième filtre interférentiel de type passe bas, avec une deuxième longueur d’onde de coupure située dans le deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge et supérieure à la première longueur d’onde de coupure. La largeur spectrale de transmission dans ledit deuxième sous-domaine spectrale est donc délimitée par les première et deuxième longueurs d’onde de coupure. Il est alors possible de faire varier ladite largeur spectrale de transmission de manière déterminée en opérant une inclinaison d’un angle déterminé du premier filtre interférentiel et/ou du deuxième filtre interférentiel. Ladite largeur spectrale de transmission permet alors de compenser une différence d’intensité lumineuse moyenne reçue dans le domaine du visible d’une part et dans le deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge d’autre part.Alternatively, the first and second transmission levels are equivalent but the transmission spectral width in the second near-infrared spectral subdomain is variable and can be widened or narrowed so as to compensate for a difference in average light intensity received in the visible range on the one hand and in the second near-infrared spectral subdomain on the other hand. According to one example, the optical filtering system 106 comprises a first high-pass interference filter, with a first cut-off wavelength located in the second near-infrared spectral subdomain, and a second low-pass interference filter, with a second cut-off wavelength located in the second near-infrared spectral subdomain and greater than the first cut-off wavelength. The transmission spectral width in said second spectral subdomain is therefore delimited by the first and second cut-off wavelengths. It is then possible to vary said transmission spectral width in a determined manner by tilting the first interference filter and/or the second interference filter by a determined angle. Said transmission spectral width then makes it possible to compensate for a difference in average light intensity received in the visible range on the one hand and in the second near-infrared spectral sub-range on the other hand.
La
Dans une première étape 301, l’unité de traitement 105 construit une première image associée à chaque type de microfiltre. Chaque image construite comporte un nombre de pixels prédéterminé, de sorte que toutes les premières images comportent le même nombre de pixels.In a first step 301, the processing unit 105 constructs a first image associated with each type of microfilter. Each constructed image comprises a predetermined number of pixels, such that all the first images comprise the same number of pixels.
L’unité de traitement 105 détermine, pour chaque information représentative d’un niveau de signal détecté par un photosite, une valeur de pixel représentative par exemple d’un niveau d’intensité à afficher sur un écran. Chaque valeur de pixel est ainsi proportionnelle au niveau de signal détecté par un photosite, et est associée en outre à la position dudit photosite et au type de microfiltre à travers lequel le signal a été reçu.The processing unit 105 determines, for each item of information representative of a signal level detected by a photosite, a pixel value representative for example of an intensity level to be displayed on a screen. Each pixel value is thus proportional to the signal level detected by a photosite, and is further associated with the position of said photosite and the type of microfilter through which the signal was received.
L’unité de traitement 105 effectue, pour chaque type de microfiltre, une opération de reconstruction, classiquement appelée dématriçage, de sorte que chaque première image comprenne autant de valeurs de pixels qu’il y a de pixels, et préférentiellement autant de valeurs de pixels qu’il y a de photosites dans la matrice de photosites 101.The processing unit 105 performs, for each type of microfilter, a reconstruction operation, conventionally called dematrixing, so that each first image comprises as many pixel values as there are pixels, and preferably as many pixel values as there are photosites in the photosite matrix 101.
Par exemple, pour chaque type de microfiltre, l’unité de traitement 105 détermine les positions, dans la matrice de photosites 101, pour lesquelles une valeur de pixel associée audit type de microfiltre est déterminée à partir d’un niveau de signal détecté. Pour chaque position de la matrice de photosites 101 pour laquelle aucune valeur de pixel associée audit type de microfiltre n’est déterminée, l’unité de traitement 105 détermine alors une valeur de pixel dite valeur de pixel interpolée, par interpolation de valeurs de pixel déterminées, autrement dit représentatives de niveaux de signal effectivement détectés, et associés audit type de microfiltre. Par exemple, une valeur de pixel interpolée est obtenue, pour un type de microfiltre et à une position déterminée, à partir des valeurs de pixels associées aux n positions les plus proches de la position déterminée, n étant un entier. L’interpolation des valeurs de pixel peut être linéaire ou non linéaire.For example, for each type of microfilter, the processing unit 105 determines the positions, in the photosite matrix 101, for which a pixel value associated with said type of microfilter is determined from a detected signal level. For each position of the photosite matrix 101 for which no pixel value associated with said type of microfilter is determined, the processing unit 105 then determines a pixel value called an interpolated pixel value, by interpolation of determined pixel values, in other words representative of signal levels actually detected, and associated with said type of microfilter. For example, an interpolated pixel value is obtained, for a type of microfilter and at a determined position, from the pixel values associated with the n positions closest to the determined position, n being an integer. The interpolation of the pixel values may be linear or non-linear.
Selon un mode de réalisation, l’unité de traitement 105 effectue l’opération de reconstruction à partir des informations reçues représentatives de niveaux de signal détectés et convertit ensuite, chaque niveau de signal détecté et chaque niveau de signal interpolé en une valeur de pixel.According to one embodiment, the processing unit 105 performs the reconstruction operation from the received information representative of detected signal levels and then converts each detected signal level and each interpolated signal level into a pixel value.
Dans une étape 302 suivante, l’unité de traitement 105 corrige chaque image associée à l’un des au moins trois premiers types de microfiltres afin de limiter l’effet produit par la détection d’une composante de rayonnement optique située hors du domaine du visible, par les photosites.In a following step 302, the processing unit 105 corrects each image associated with one of the at least three first types of microfilters in order to limit the effect produced by the detection of a component of optical radiation located outside the visible range, by the photosites.
Puisque le dispositif de détection d’image 1 comprend le filtre coupe-bande 104 présentant une gamme spectrale d’extinction dans le premier sous-domaine du proche infrarouge, la composante du rayonnement optique détecté dans ledit premier sous-domaine est donc nulle ou négligeable par rapport au rayonnement optique total reçu.Since the image detection device 1 comprises the band-stop filter 104 having a spectral extinction range in the first near-infrared sub-domain, the component of the optical radiation detected in said first sub-domain is therefore zero or negligible compared to the total optical radiation received.
En l’absence du filtre coupe-bande 104, le signal
La composante de rayonnement dans le domaine spectral du proche infrarouge est la combinaison des composantes de rayonnement
Ainsi, la présence du filtre coupe-bande 104 qui arrête la composante de rayonnement dans le premier sous-domaine spectral du proche infrarouge et l’empêche donc d’être reçue par chaque photosite entraîne une détection, par un photosite associé à un premier typeide microfiltre, d’un rayonnement
Il est alors nécessaire, pour obtenir uniquement la composante de rayonnement
Or, la composante de rayonnement
Par ailleurs, le rayonnement
Ainsi, pour limiter l’effet de la composante de rayonnement dans le deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge reçu par un photosite associé à un premier typeide microfiltre, il est possible de retrancher, au rayonnement optique
Pour effectuer une correction visant à limiter l’effet produit sur une image en couleurs par la détection d’une composante de rayonnement située hors du domaine du visible, l’unité de traitement 105 soustrait donc, pixel par pixel, à la valeur du pixel de chaque première image associée à l’un des au moins trois premiers types de microfiltres, une valeur obtenue par pondération, par le coefficient
Le coefficient
Dans une étape 303 suivante, l’unité de traitement 105 construit une image en couleurs à partir de l’ensemble des images corrigées associées chacune à l’un des au moins trois premiers types de microfiltres. Par exemple, pour une matrice de microfiltres 102 comprenant des microfiltres rouge R, vert V et bleu B, l’unité de traitement 105 détermine pour chaque pixel, identifié par sa position dans une image, un triplet de valeurs de pixel comprenant les valeurs dudit pixel de chaque image associée aux microfiltres rouge R, vert V et bleu B. Chaque triplet de valeurs de pixels correspond à une couleur prédéfinie. L’unité de traitement 105 peut alors transmettre à un dispositif d’affichage la couleur prédéfinie correspondant à chaque pixel. L’unité de traitement 105 peut en outre effectuer des opérations de correction colorimétrique et/ou de balance des blancs.In a following step 303, the processing unit 105 constructs a color image from all of the corrected images each associated with one of the at least three first types of microfilters. For example, for a microfilter matrix 102 comprising red R, green G and blue B microfilters, the processing unit 105 determines for each pixel, identified by its position in an image, a triplet of pixel values comprising the values of said pixel of each image associated with the red R, green G and blue B microfilters. Each triplet of pixel values corresponds to a predefined color. The processing unit 105 can then transmit to a display device the predefined color corresponding to each pixel. The processing unit 105 can further perform colorimetric correction and/or white balance operations.
Dans une étape 304 suivante, l’unité de traitement 105 détecte dans la première image associée au quatrième type de microfiltre, autrement dit associée au microfiltre infrarouge IR, un spot laser issu d’un pointeur laser infrarouge. La gamme spectrale d’émission du pointeur laser infrarouge est comprise dans le deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge, ce qui permet d’assurer que le spot laser est présent dans ladite première image associée au microfiltre infrarouge IR. La détection du spot laser est effectuée par détection d’une forme prédéterminée, dans un gamme spectrale déterminée, par exemple par implémentation d’au moins une opération de traitement d’image des opérations de seuillage, d’expansion locale de contraste et de filtrage fréquentiel. La détection du spot laser issu d’un pointeur laser infrarouge diffère d’une détection implémentée à l’aide d’un algorithme de décamouflage classique qui recherche, pami un ensemble de différentes bandes spectrales, des singularités spectrales de formes non déterminées. Selon le procédé de la présente invention, la détection du spot laser issu d’un pointeur laser infrarouge implique en revanche de rechercher une forme prédéterminée dans une bande spectrale déterminée qui correspond au deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge. La forme prédéterminée, qui correspond à la forme de la tâche laser, est par exemple une forme de faisceau gaussien, pseudo-gaussien, à symétrie de révolution, ou encore une forme sans symétrie de révolution lorsque le faisceau laser est mis en forme par des techniques de modelage de faisceau (« beam-shaping » en anglais).In a following step 304, the processing unit 105 detects in the first image associated with the fourth type of microfilter, in other words associated with the infrared microfilter IR, a laser spot from an infrared laser pointer. The spectral emission range of the infrared laser pointer is included in the second spectral subdomain of the near infrared, which makes it possible to ensure that the laser spot is present in said first image associated with the infrared microfilter IR. The detection of the laser spot is carried out by detecting a predetermined shape, in a determined spectral range, for example by implementing at least one image processing operation of the thresholding, local contrast expansion and frequency filtering operations. The detection of the laser spot from an infrared laser pointer differs from a detection implemented using a conventional decamouflage algorithm which searches, among a set of different spectral bands, for spectral singularities of undetermined shapes. According to the method of the present invention, the detection of the laser spot from an infrared laser pointer involves, on the other hand, searching for a predetermined shape in a determined spectral band which corresponds to the second spectral subdomain of the near infrared. The predetermined shape, which corresponds to the shape of the laser spot, is for example a Gaussian, pseudo-Gaussian, rotationally symmetrical beam shape, or a shape without rotational symmetry when the laser beam is shaped by beam-shaping techniques.
Selon un mode de réalisation, le système optique filtrant 106 tel que décrit en relation avec la
Inversement, lorsque l’intensité lumineuse émise par le spot laser est trop élevée par rapport à l’intensité lumineuse émise par la scène, l’intensité lumineuse reçue par les photosites associés aux premiers types de microfiltres en provenance de la scène peut être trop faible par rapport à un niveau de bruit desdits photosites, ou encore lesdits photosites peuvent être saturés dans une zone correspondant au spot laser, empêchant alors de visualiser au moins une partie de la scène. L’insertion du système optique filtrant 106 permet de pallier cette limitation de visualisation de la scène, avec par exemple le premier niveau de transmission, dans le domaine du visible, plus élevé que le deuxième niveau de transmission, dans le deuxième sous-domaine du proche infrarouge, ou encore avec une largeur spectrale de transmission dans le deuxième sous-domaine du proche infrarouge rétrécie par rapport à la largeur totale du deuxième sous-domaine spectral du proche infrarouge.Conversely, when the light intensity emitted by the laser spot is too high relative to the light intensity emitted by the scene, the light intensity received by the photosites associated with the first types of microfilters from the scene may be too low relative to a noise level of said photosites, or said photosites may be saturated in an area corresponding to the laser spot, thus preventing at least part of the scene from being viewed. Inserting the optical filtering system 106 makes it possible to overcome this limitation of viewing the scene, for example with the first transmission level, in the visible range, higher than the second transmission level, in the second near-infrared sub-range, or with a transmission spectral width in the second near-infrared sub-range narrowed relative to the total width of the second near-infrared spectral sub-range.
Dans une étape 305 suivante, l’unité de traitement 105 insère le spot laser dans l’image en couleurs construite. L’insertion du spot laser est effectuée par exemple par remplacement de pixels de l’image en couleurs par des pixels de même position de l’image associée au quatrième type de microfiltre et comprenant le spot laser détecté. Selon un autre exemple, lesdits pixels de l’image en couleurs et de l’image associée au quatrième type de microfiltre sont mélangés.In a following step 305, the processing unit 105 inserts the laser spot into the constructed color image. The insertion of the laser spot is carried out for example by replacing pixels of the color image with pixels of the same position of the image associated with the fourth type of microfilter and comprising the detected laser spot. According to another example, said pixels of the color image and of the image associated with the fourth type of microfilter are mixed.
Il est ainsi possible d’obtenir une image d’une scène présentant une bonne fidélité colorimétrique et comprenant une image d’un spot laser issu d’un pointeur laser infrarouge et observable dans la scène. En outre, l’image du spot laser ne présente pas de décalage spatial par rapport à l’image de la scène puisque le spot laser et la scène sont tous les deux imagés par un seul dispositif de détection d’image 1, autrement dit par un seul capteur. Une coordonnée de pixel dans l’image de la scène et dans l’image du spot laser correspond donc à une unique direction dans l’espace objet. Aucun biais d’alignement entre l’image du spot et l’image de la scène n’est donc introduit grâce au procédé de visualisation de la présente invention.It is thus possible to obtain an image of a scene having good colorimetric fidelity and comprising an image of a laser spot originating from an infrared laser pointer and observable in the scene. Furthermore, the image of the laser spot does not have any spatial offset relative to the image of the scene since the laser spot and the scene are both imaged by a single image detection device 1, in other words by a single sensor. A pixel coordinate in the image of the scene and in the image of the laser spot therefore corresponds to a single direction in the object space. No alignment bias between the image of the spot and the image of the scene is therefore introduced thanks to the visualization method of the present invention.
La
La plateforme matérielle comporte, reliés par un bus de communication 410 : un processeur ou CPU (« Central Processing Unit » en anglais) 401 ; une mémoire vive RAM (« Random-Access Memory » en anglais) 402 ; une mémoire morte 403, par exemple de type ROM (« Read Only Memory » en anglais) ou EEPROM (« Electrically-Erasable Programmable ROM » en anglais), telle qu’une mémoire Flash ; une unité de stockage, telle qu’un disque dur HDD (« Hard Disk Drive » en anglais) 404, ou un lecteur de support de stockage, tel qu’un lecteur de cartes SD (« Secure Digital » en anglais) ; et un gestionnaire d’interfaces I/f 405.The hardware platform comprises, connected by a communication bus 410: a processor or CPU (“Central Processing Unit” in English) 401; a RAM (“Random-Access Memory” in English) 402; a read-only memory 403, for example of the ROM (“Read Only Memory” in English) or EEPROM (“Electrically-Erasable Programmable ROM” in English) type, such as a Flash memory; a storage unit, such as a hard disk HDD (“Hard Disk Drive” in English) 404, or a storage media reader, such as an SD (“Secure Digital” in English) card reader; and an I/f interface manager 405.
Le gestionnaire d’interfaces I/f 405 permet à l’unité de traitement 105 d’interagir avec la matrice de photosites 101, ainsi qu’avec un dispositif d’affichage le cas échéant.The I/f interface manager 405 allows the processing unit 105 to interact with the photosite array 101, as well as with a display device if applicable.
Le processeur 401 est capable d’exécuter des instructions chargées dans la mémoire vive 402 à partir de la mémoire morte 403, d’une mémoire externe, d’un support de stockage (tel qu’une carte SD), ou d’un réseau de communication. Lorsque la plateforme matérielle est mise sous tension, le processeur 401 est capable de lire de la mémoire vive 402 des instructions et de les exécuter. Ces instructions forment un programme d’ordinateur causant l’implémentation, par le processeur 401, de tout ou partie des étapes et procédés décrits ici.The processor 401 is capable of executing instructions loaded into the RAM 402 from the ROM 403, an external memory, a storage medium (such as an SD card), or a communications network. When the hardware platform is powered on, the processor 401 is capable of reading instructions from the RAM 402 and executing them. These instructions form a computer program causing the processor 401 to implement some or all of the steps and methods described herein.
Tout ou partie des étapes, procédés et fonctionnements décrits ici peut ainsi être implémenté sous forme logicielle par exécution d’un ensemble d’instructions par une machine programmable, par exemple un processeur de type DSP (« Digital Signal Processor » en anglais) ou un microcontrôleur, ou être implémenté sous forme matérielle par une machine ou un composant électronique (« chip » en anglais) dédié ou un ensemble de composants électroniques (« chipset » en anglais) dédié, par exemple un composant FPGA (« Field Programmable Gate Array » en anglais) ou ASIC (« Application Specific Integrated Circuit » en anglais). D’une manière générale, l’unité de traitement 105 comporte de la circuiterie électronique adaptée et configurée pour implémenter les procédés et étapes décrits ici.All or part of the steps, methods and operations described herein may thus be implemented in software form by executing a set of instructions by a programmable machine, for example a DSP (Digital Signal Processor) type processor or a microcontroller, or be implemented in hardware form by a machine or a dedicated electronic component (chip) or a set of dedicated electronic components (chipset), for example an FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit) component. Generally speaking, the processing unit 105 comprises electronic circuitry adapted and configured to implement the methods and steps described herein.
Claims (5)
le dispositif de détection d’image (1) étant caractérisé en ce que la matrice de microfiltres (102) comprend au moins quatre types de microfiltres (R,V, B, IR) présentant chacun une gamme spectrale de transmission différente, au moins trois premiers types de microfiltres (R, V, B) présentant chacun une gamme spectrale de transmission comprise dans un premier domaine spectral et dans un deuxième domaine spectral, la gamme spectrale de transmission d’un quatrième type de microfiltre (IR) étant comprise uniquement dans le deuxième domaine spectral,
en ce que le dispositif de détection d’image (1) comporte en outre un filtre optique coupe-bande (104) présentant une gamme spectrale d’extinction s’étendant dans un premier sous-domaine spectral du deuxième domaine spectral, et en ce qu’il comporte une unité de traitement (105) comportant de la circuiterie électronique configurée pour :
- construire (301) une image associée à chaque type de microfiltre et présentant un nombre de pixels prédéterminé, chaque pixel de l’image comprenant une valeur représentative d’un niveau de signal détecté par un photosite associé audit type de microfiltre ou interpolé à partir de niveaux de signal détectés par des photosites associés audit type de microfiltre,
- corriger (302) chaque image associée à l’un des au moins trois premiers types de microfiltres, en soustrayant, à la valeur de chaque pixel de position déterminée dans ladite image, la valeur du pixel à ladite position déterminée de l’image associée au filtre de quatrième type, ladite valeur étant pondérée par un coefficient propre au type de microfiltre associé à chaque image corrigée,
- obtenir (303) une image en couleurs à partir de l’ensemble des images corrigées associées chacune à l’un des au moins trois premiers types de microfiltres,
- détecter (304) un spot laser présentant une forme prédéterminée dans l’image associée au quatrième type de microfiltre et insérer (305) le spot laser dans l’image en couleurs obtenue.Image detection device (1) intended to visualize a laser spot on a color image, the image detection device being of the CMOS sensor type, comprising a matrix of photosites (101), comprising a matrix of microfilters (102) arranged so that each photosite is arranged facing a microfilter of the matrix of microfilters (102) and comprising an objective (103) configured to produce an image of a scene on the matrix of photosites (101),
the image detection device (1) being characterized in that the microfilter matrix (102) comprises at least four types of microfilters (R, G, B, IR) each having a different spectral transmission range, at least three first types of microfilters (R, G, B) each having a spectral transmission range included in a first spectral domain and in a second spectral domain, the spectral transmission range of a fourth type of microfilter (IR) being included only in the second spectral domain,
in that the image detection device (1) further comprises an optical band-stop filter (104) having a spectral extinction range extending into a first spectral subdomain of the second spectral domain, and in that it comprises a processing unit (105) comprising electronic circuitry configured to:
- constructing (301) an image associated with each type of microfilter and having a predetermined number of pixels, each pixel of the image comprising a value representative of a signal level detected by a photosite associated with said type of microfilter or interpolated from signal levels detected by photosites associated with said type of microfilter,
- correcting (302) each image associated with one of the at least three first types of microfilters, by subtracting, from the value of each pixel of determined position in said image, the value of the pixel at said determined position of the image associated with the filter of the fourth type, said value being weighted by a coefficient specific to the type of microfilter associated with each corrected image,
- obtaining (303) a color image from all the corrected images each associated with one of the at least three first types of microfilters,
- detecting (304) a laser spot having a predetermined shape in the image associated with the fourth type of microfilter and inserting (305) the laser spot into the color image obtained.
le procédé étant caractérisé en ce que la matrice de microfiltres comprend au moins quatre types de microfiltres présentant chacun une gamme spectrale de transmission différente, au moins trois premiers types de microfiltres présentant chacun une gamme spectrale de transmission comprise dans un premier domaine spectral et dans un deuxième domaine spectral, la gamme spectrale de transmission d’un quatrième type de microfiltre étant comprise uniquement dans le deuxième domaine spectral,
en ce que le dispositif de détection d’image comporte en outre un filtre optique coupe-bande présentant une gamme spectrale d’extinction s’étendant dans un premier sous-domaine spectral du deuxième domaine spectral, et en ce qu’il comporte des étapes implémentées par une unité de traitement du dispositif de détection d’image, de :
- construire (301) une image associée à chaque type de microfiltre et présentant un nombre de pixels prédéterminé, chaque pixel de l’image comprenant une valeur représentative d’un niveau de signal détecté par un photosite associé audit type de microfiltre ou interpolé à partir de niveaux de signal détectés par des photosites associés audit type de microfiltre,
- corriger (302) chaque image associée à l’un des au moins trois premiers types de microfiltres, en soustrayant, à la valeur de chaque pixel de position déterminée dans ladite image, la valeur du pixel à ladite position déterminée de l’image associée au filtre de quatrième type, ladite valeur étant pondérée par un coefficient propre au type de microfiltre associé à chaque image corrigée,
- obtenir (303) une image en couleurs à partir de l’ensemble des images corrigées associées chacune à l’un des au moins trois premiers types de microfiltres,
- détecter (304) un spot laser présentant une forme prédéterminée dans l’image associée au quatrième type de microfiltre et insérer (305) le spot laser dans l’image en couleurs obtenue.Method for visualizing a laser spot on a color image, the method being implemented by an image detection device (1), of the CMOS sensor type, comprising a matrix of photosites (101), comprising a matrix of microfilters (102) arranged so that each photosite is arranged facing a microfilter of the matrix of microfilters, and comprising an objective (103) configured to produce an image of a scene on the matrix of photosites (101),
the method being characterized in that the microfilter matrix comprises at least four types of microfilters each having a different spectral transmission range, at least three first types of microfilters each having a spectral transmission range included in a first spectral domain and in a second spectral domain, the spectral transmission range of a fourth type of microfilter being included only in the second spectral domain,
in that the image detection device further comprises an optical band-stop filter having a spectral extinction range extending into a first spectral subdomain of the second spectral domain, and in that it comprises steps implemented by a processing unit of the image detection device, of:
- constructing (301) an image associated with each type of microfilter and having a predetermined number of pixels, each pixel of the image comprising a value representative of a signal level detected by a photosite associated with said type of microfilter or interpolated from signal levels detected by photosites associated with said type of microfilter,
- correcting (302) each image associated with one of the at least three first types of microfilters, by subtracting, from the value of each pixel of determined position in said image, the value of the pixel at said determined position of the image associated with the filter of the fourth type, said value being weighted by a coefficient specific to the type of microfilter associated with each corrected image,
- obtaining (303) a color image from all the corrected images each associated with one of the at least three first types of microfilters,
- detecting (304) a laser spot having a predetermined shape in the image associated with the fourth type of microfilter and inserting (305) the laser spot into the color image obtained.
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---|---|---|---|---|
US20140332665A1 (en) * | 2010-04-21 | 2014-11-13 | Sionyx, Inc. | Photosensitive imaging devices and associated methods |
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