Projet ANR-14-CE26-0034 – LACIS : Capteurs d'image couleur adaptatatif à son environnement
Programme : Fondements du numérique (DS0705) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Salvador MIR (Technique de l'Informatique et de la Microélectronique pour l'Architecture des systèmes intégrés)
Partenaires : Laboratoire public; TPE; Laboratoire public
Montant : 360086.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 36 mois
Résumé : Le but du projet LACIS est de démontrer la validité d'une nouvelle approche pour les capteurs de vision CMOS couleur et multi spectraux. Cette démonstration sera donnée via la fabrication et le test de prototypes montrant cette nouvelle fonctionnalité et mesurant l'amélioration par rapport à l'état de l'art. Cette nouvelle approche est basée sur 2 principes inspirés du système visuel humain.
La rétine humaine est constituée d'une mosaïque de photorécepteurs de type cônes (LMS). L'arrangement de cette mosaïque est propre à chaque individu sans altérer pour autant la capacité visuelle de l'individu. La généralisation de ce principe voudrait que nous pourrions fabriquer des capteurs couleurs avec n'importe quel arrangement de filtres colorés qui couvrent la capteur. Cette flexibilité dans la colorisation du capteur permet l'optimisation théorique du capteur pour une application ciblée, particulièrement celle nécessitant des besoins multispectraux. Nos prototypes seront, de ce fait, équipés de différents filtres couleur et la performance de ces capteurs sera testée.
La rétine humaine a la particularité de ne pas proposer une réponse parfaitement linéaire avec la lumière, mais propose une réponse non linéaire et adaptative. Cette adaptation à la lumière permet au système visuel humain d'être sensible à une large gamme de luminosité en dépit de la nature bruitée des cellules rétiniennes. Nous implémenterons cette propriété dans nos prototypes en analogique, avant la conversion analogique numérique dans le but de s'affranchir d'une amplification du bruit liée à la quantification. Un prototype précédent a déjà été fabriqué et testé favorablement par 2 membres du projet. Une nouvelle implémentation a été soumise à brevet et sera implémentée dans ce projet. 
Le but général de ce projet est donc de fabriquer un démonstrateur composé de : 1) de nouveaux filtres couleurs, de type pseudo aléatoire 6x6 RGB, ou multispectral basés sur la technologie "COLOR SHADE". 2) Un capteur CMOS couleur adaptatif localement et 3) une carte électronique dédiée incluant le traitement embarqué pour la reconstruction des couleurs et du spectre de l'image optimisé pour les informations spatio-spectrales. Le démonstrateur sera basé sur un prototype fonctionnel de 256x256 pixels, et mettra en évidence les propriétés de cette nouvelle approche de capteur couleur et multi spectraux.
Le consortium est composé de 3 entités, 2 laboratoires publics (LPNC, TIMA) et une PME (SILIOS Technologies). Les 2 laboratoires ont déjà travaillé ensemble sur le premier prototype de capteur adaptatif à la lumière. TIMA est reconnue dans le domaine de la microélectronique et a une longue expérience dans la conception d'imageurs CMOS. Le LPNC a développé différents modèles de représentation spatio-spectrale et de méthode de colorisation, ainsi que des modèles dédiés à la grande dynamique et de rendu de tons inspirés de la vision humaine. SILIOS Technologies est une PME qui développe des technologies en micro-optique et plus spécifiquement sur des filtres multispectraux pour la spectrométrie et les images multispectrales. Ce projet ouvrira la voie à de nouveaux produits et marchés pour la compagnie ainsi que de nouvelles propriétés intellectuelles pour le consortium.