Brevet FR2556159A1 — publié le 19850607

La présente invention concerne un procédé de traitement pour effectuer la correction d'images notam- rent d'images odDtenuesparsatellite et présentant une distor- sion géométrique, et plus particulièrement un procédé de traitement permettant de réaliser une correction de l'i- mage obtenue par un capteur TM (appareil de représenta- tion thématique; capteur optique) monté sur le satellite désigné sous l'appellation Landsat 4. L'erreur d'exploration par balayage, qui ré- sulte de la variation d'orbite et de la variation d'at- titude, dans l'image classiaue transmise par satellite se situe dans une plage admissible d'erreurs à l'intérieur d'un modèle, et l'on n'a pas tenu compte d'une correction de l'erreur d'exploration par balayage étant donné que l'exploration par balayage est de type unidirectionnel comme par exemple dans le cas de l'exploration du type MFS (dispositif d'exploration par balayage à spectres multiples) et la résolution est aussi faible que 2,7 X lorsqu'on la compare à un capteur TM. C'est pourquoi la technique de l'art antérieur pose un problème en ce que, dans un modèle (fonction de représentation ou de projection) qui établit une corres- pondance entre l'image corrigée et l'image non corrigée, la fonction de représentation est discontinue au niveau des emplacements o il existe une erreur d'exploration par ba- layage; c'est pourquoi l'image ne peut pas être exprimée au niveau desdites positions erronées. La présente invention a pour objet de fournir un procédé de traitement servant à réaliser une correction et qui permet de distinguer aisément une direction d'ex- ploration par balayage provoquée par un chevauchement sur- jacent ou sous-jacent ou chevauchement supérieur ou infé- rieur entre des points de l'image satellite lus par un dis- positif d'exploration par balayage à mouvement de va-et-vient Pour atteindre l'objectif décrit ci-dessus, la 2556 1 59 présente invention utilise deux modèles, à savoir deux modèles de distorsion formes de deux plans à déplacement de va-et-vintet dans lesquels l'image corrigée correspond à l'image non corricée pour les directions d'exploration par balayage, et on effectue le traitement de telle ma- nière que si aucun point réel n'est trouvé sur l'un ou l'autre des deux modèles pour un point situé sur l'image corrigée, ce point est estimé comme se trouvant sur un balayage sous-jacent ou inférieur; ou bien si un point réel est trouvé sur les modèles, ce point est estimé com- me étant situé sur un balayage supérieur ou sus-jacent; enfin, si un point réel est trouvé sur seulement l'un des deux modèles, ce point est estimé comme étant sur un balaya- ge normal. D'une manière plus précise, l'invention concer- ne un procédé de traitement permettant de réaliser la cor- rection d'images transmises par satellite, qui permet d'ef- fectuer la correction de la distorsion de l'imaqe,résultant d'un changement d'orbite et d'un changement d'attitude d'un satellite et de] 'exploration par balayage en va-et-vient effectuée par un enregistreur d'images monté sur le satellite, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer un traitement pour régler deux modèles de distorsion consti- tués par deux plans ayant un mouvement de va-et-vient et qui permettent de mettre en correspondance une image corrigée avec l'image non corrigée pour chaque direction d'explora- tion par balayage, et à mettre en oeuvre une opération de traitement pour déterminer la relation entre les positions des différents poir.ts de l'image corrigée de l'exploration par balayage sur la base desdits modèles établis. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit Procédé est caractérisé en ce que ledit traitement d'estimation est mis en oeuvre de telle manière que si un point situé sur l'image corrigée n'existe pas dans la pra- tique sur l'un ou l'autre desdits deux modèles, ce point est considéré comme étant sur un balayage sous- jacent ou inférieur, que si un point existe à la fois sur les deux modèles considérés, ce point est estimé comme étant situé sur un balayage sus-jacent ou supérieur, et que si ce point n'existe que sur l'un desdits modèles, ce point est estimé comme étant un point sur un balayage normal. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description don- née ci-après prises en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure I reprêsent un modèle classique re- présentant une fonction d'image corrigée et une fonction d'image non corrigée; la figure 2 représente de façon schématique le satellite désigné sous l'appellation Landsat 4; la figure 3 représente de façon schématique un système à modèles de distorsion formés en deux plans et possédant double fonction de présentation; la figure 4 représente un organigramme servant à réaliser le traitement de correction de l'image TM four- nie par le satellite Landsat 40 conformément au système à modèles de distorsior correspondants formés de deux plans. Tout d'abord il faut considérer la raison pour laquelle les systèmes classiques de correction des distor- sions ne peuvent pas apprécier et corriger la distorsion d'erreurs d'exploration par balayage (balayage sus-jacent ou supérieur I et balayage sous-jacent ou inférieur 2 re- présentés sur la figure 1) en référence aux figures 1 et 2. La figure 2 représente l'agencement général du capteur TM monté sur le satellite Landsat 4. Un miroir oscillant d'ex- ploration par balayage 8 explore selon un mouvement de va- et-vient ou alternatif, la surface du sol, suivant la direc- tion correspondant à celle indiquée par une flèche 9, de manière à prendre des photographies de la surface du sol. L'image obtenue par photographie de la surface du sol présente des différences entre le balayage aller 6 et le balayage retour 7,dues à la variation d'attitude du miroir d'exploration par balayage et du satellite comme cela est représenté par l'image corrigée 4 sur la figure 1. Les processus (1) à (3) indiqués ci-après sont mis en oeuvre de manière à corriger l'image reçue. (1) la fonction de représentationreprésentant la correspondance géométrique entre l'image non corrigée reçue 3 et l'image corrigée 4 est déterminée. La fonction de représentation > est déterminée à partir des données tel- les que les données d'attitude de l'orbite du satellite, l'angle d'exploration par balayage et autres. (2) Un point représentatif situé sur l'image corrigée 4 tel que le point (xi,Yi) situé sur l'image re- çue et correspondant au point normal de réseau (ui, vi) par exemple, est obtenu au moyen d'un calcul réitéré de convergence de la fonction de représentationf(principale- ment par ce que l'inverse 1 de la fonction de représenta- tion ne peut pas être déterminé, et on interpole les points correspondant aux points autres que le point représenta- tif, de manière à se rapprocher de l'inverse -1 de la fonction de représentation. (3) Le point (x,y) correspondant de la position (u,v) de l'élément d'image corrigée est obtenu à l'ai- de la fonction représentant approximativement l'inverse If 1 de la fonction de représentation, et les données de l'image reçue alentour sont interpolées de manière à fournir une valeur d'intensité de l'image corrigée. En effet sa position ne correspond en général pas à la posi- tion de l'élément d'iamge sur l'image reçue. Si la fonction de représentation t est con- tinue, le procédé de correction de la distorsion, décrit ci-dessus, permet d'obtenir de façon approchée l'inverse -f1 de la fonction de représentation avec un niveau arbitraire de précision, grâce à un accroissement d'in- tensité du point représentatif sur l'image de sortie; par conséquent ceci ne pose aucun problème. Mais lorsque l'image reçue 3 comporte un balayage supérieur 1 ou un balayage inférieur 2, la fonction de représentation t représente une relation univoque ou une relation de zéro- à-un et une approximation à l'aide de la fonction continue est impossible. Ci-après on va décrire un mode d'exécution de la présente invention en se référant au modèle de dis- torsion à deux plans à déplacement de va-et-vient du sa- tellite Landsat 4, en se référant aux figures 3 et 4. La fonction de représentation ou de projec- tion, nui représente la correspondance entre l'image corrigée (4) et l'image non corrigée 3, est la fonction qui utilise l'angle d'attitude (e) du satellite, la possition (t) et l'angle de balayage f (t) comme variables. La représentation f (x,y) faisant passer des coordonnées x-y de l'image non corrigée aux coordonnées u-v de 'ima- ge corrigée, peut êtra exprimée par la formule suivante. Ici t représente le temps et est une fonction des coor- données x-y de l'image non corrigée, sous la forme t = t (x,y),: (u,v) = ce (t), yt)-, t....... (1) La présente invention est mise en oeuvre con- formément aux indications(A) et (B) indiquée ci-après. fJ: introduction de doubles fonctions de représentation S1 et 2 La représentation -c1 faisant passer du sys- tème u-v des coordonnées de l'image corrigée au système x-y des coordonnées de l'image non corrigée n'est pas une représentation 1: 1 sur l'image TM pour les raisons (1) et (2) indiquées ci-après. (1) Il existe une région -l1, à savoir la ré- gion de chevauchement de balayage sus-jacent ou supérieur située sur l'image corrigée et o la représentation est une relation univoque. (2) Il existe une région fL2, à savoir la région de chevauchement de balayage sous-jacent ou infé- rieur, située sur l'image corrigée et o il n'existe au- cun point correspondant dans le système x-y de coordonnées de l'image non corrigée. C'est pourquoi la présente invention considè- re que les deux svstèmes de coordonnées x1-y1 et x2-y2 fournissent les coordonnées 3 de l'image non corrigée. Ces deux coordonnées sont celles (a) et (b) indiquées ci-après comme représenté sur la figure 3: (a) le système de coordonnées x1-y1 formé par l'accouplement en alternance de régions 6 de données à balayage aller et de régions 16 imaginaires de données à balayage aller; et (b) de systèmes de coordonnées x2-y2 formé par l'accouplement en alternance de régions 7 de données à balayage retour et de régions imaginaires 17 de données à balayage retour. Les deux systèmes de coordonnées définissent -4,-! deux représentations (f1 et 2 correspondant respec- tivement à x1-y1 et Y2 - Y2. Lors de la mise en oeuvre de l'exploration par balayage aller (retour) imaginaire, la représentation est obtenue au moyen d'un traitement effec- tué comme si l'exploration par balayage était dans la prati- que un balayage aller (retour) avec des caractéristiques de balayage aller (ou retour). C'est pourquoi les représen- tations 4 1 et 1 2 sont des fonctions continues de re- présentation 1: 1. On peut conclure ce qui suit à partir de la re- lation entre quatre sortes de points a,b,c,d, sur l'image corrigée 4 et les points correspondants a1,bl,cl,d1, a2,b2, c2,d2 sur l'image non corrigée: (i) les points a1,a2 correspondants aux points a sur la région supérieure ou sus-jacente de balayageSL1 existent dans les régions de données de l'image réelle 6,7 sur l'image non corrigée 3; et (ii) les points c1lc2 correspondants aux points c dans la région sous-jacente ou inférieure de balayage S 2 existent dans les régions de données imaginaires de l'image 16,17 sur l'image non corrigée 2. >B Introduction du système de correction à modèles de distorsion formés de deux plans à déplacements réciproques: la figure 4 illustre le déroulement du procédé de correction à modèles de distorsion formes de deux plans à déplacements réciproques. Pas 1: Les coordonnées (u,v) situées sur l'image corrigée 4 sont déterminées. Pas 19: les points correspondants t1,Yl1),(x2,Y2) sur l'image non corrigée 3 sont déterminés à partir du point (u,v)situé sur l'image corrigée 4 au moyen de la représenta- tion t f1 (u,v) et de la représentation -1 (u,v). Les données 20 des paramètres du satellite sont utilisées lors de la détermination de la représentation 1 et1. Pas 20: les données telles que la position du satellite, l'attitude, l'angle d'exploration par balaya- ge du détecteur et analogues sont calculées. Pas 21 on détermine si le point correspondant K1,y1)existe ou non sur un balayage réel. Si c'est le cas, on met en oeuvre le pas 22, et si ce n'est pas le cas, on met en oeuvre le pas 23. Pas 22: on détermine si le point correspon- dant e2,y2)existe ou nob sur le bayalage réel. Si c'est le cas, on passe au pas 24et si ce n'est pas le cas on passe au pas 25. Pas 23: on détermine si le point(x2,y2) cor- respondant existe ou non sur le balayage réel. Si c'est le 2S56159 cas, on passe au pas 26 et si ce n'st pas le cas, on passe au pas 27. Pas 24: L'interpolation est effectuée en sup- posant que le point existe sur un balayage normal des coordonnées exprimées par Pas 26: l'interpolation est faite en supposant que le point existe sur un balayage normal des coordonnées exprimées par 12. Pas 27: l'interpolation est effectuée en sup- posant que le point existe sur un balayage sous-jacent ou inférieur. Une fois que les procédures décrites ci-dessus ont été effectuées pour tous les points (u,v) situés sur l'image corrigée, il est possible de corriger la distorsion géométrique en tenant compte de l'erreur d'exploration par balayage. La présente invention est particulièrement efficace pour la détection d'une erreur d'exploration par balayage lors de la correction d'une image transmise par satellite et possédant une distorsion géométrique, comme par exemple un balayage supérieur ou inférieur ou sus-ja- cent ou sous-jacent résultant d'une exploration par balaya- ge selon un déplacement de va-et-vient. Z556 1 59 REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement permettant de réaliser la correction d'images transmises par satellite, qui per- met d'effectuer la correction de la distorsion de l'image, résultant d'un changement d'orbite et d'un changement d'at- titude d'un satellite et de l'exploration par balayage en va-et-vient effectuée par un enregistreur d'images mon- té sur le satellite, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer un traitement pour régler deux modèles de dis- torsion constitués par deux plans ayant un mouvement de va-et-vient et qui permettent de mettre en correspondance une image corrigée (4) avec l'image non corrigée (3), pour chaque direction d'exploration par balayage, et à mettre en oeuvre une opération de traitement pour déterminer la relation entre les positions des différents points de l'i- mage corrigée (4) lors de l'exploration par balayage sur la base desdits modèles établis. 2. Procédé de traitement permettant de réali- ser la correction d'images transmises par satellite, carac- térisé en ce que ledit traitement d'estimation est mis en oeuvre de telle manière que si un point situé sur l'image corrigée (4) n'existe pas dans la pratique sur l'un ou l'autre desdits deux modèles, ce point est considéré comme étant sur un balayage sous-jacent ou inférieur (JI 2), que si un point existe à la fois sur les deux modèles considé- rés, ce point est estimé comme étant situé sur un balaya- ge sus-jacent ou supérieur (T 1), et que si ce point n'exis- te que sur l'un desdits modèles, ce point est estimé com- me étant un point sur un balayage normal.