Brevet FR2590367A3 — publié le 19870522

FR 2590367 A3 19870522 FR 8319700 A 19831208 La présente invention est relative à un procédé et un dispositif destiné à choisir parmi des signaux de télévision o u d' image thermique une cible ponctuelle éloignée apparaissant dans une surface d'arrière-plan. L'invention concerne également la visualisation de ce cible sur un dispositif d'affichage. Un procédé de ce genre est décrit dans le DE-PS 2 220 316. Dans ce cas un disque de modulation comportant une configuration en damier dont les deux sortes de cases sont alternativement transparentesou opaques vis-à-vis d'un rayonnement thermique, se déplace en travers du champ d'image. En raison de la structure thermique distincte de la cible et du fond, on peut obtenir une information con- cernant la nature de la cible. Ce procédé qui est parfai- tement utilisable présente cependant un inconvénient qui consiste en ce que l'information ne peut être établie que sur la base de 50 % de l'énergie disponible, et qu'on ne peut afficher chaque fois qu'une partie de la cible en raison des cases de trame du disque de modulation de sorte qu'au total on ne peut obtenir une visualisation irréprochable mais simplement une information approximative par tout ou rien. D'après le DEPS 2 715 997, on connait une méthode de correction d'ouverture utilisable dans le cas d'un ap- pareil de formation d'images thermiques qui fonctionne avec plusieurs détecteurs et avec un filtre comprenant un registre à décalage analogique. A l'aide de cette méthode il est possible d'échantillonner successivement l'information mé- morisée dans les détecteurs par l'intermédiaire d'un multi- plexeur et de corriger au cours de la séquence d'échantil- lonnage la forme du train d'oscillationsà l'aide du filtre qui est commun à tous les détecteurs. Cependant, ce filtre n'est pas conçu pour une séparation d'une cible dans une surface d'arrière-plan et cette utilisation n'est d'ailleurs pas prévue. Enfin, d'après le DE-PS 1 623 425 on connaît un procédé de balayage de signaux à infra-rouge qui est basé sur les principes de l'analyse des images thermiques à l'aide d'une rangée de détecteurs mobile et sur la transforma- tion énergétique double opto-électronique consécutive jusqu'à obtention d'une visualisation des signaux thermi- ques reçus. Une séparation d'une cible dans une surface d'arrière-plan n'est également pas possible à l'aide de ce procédé. Le but de l'invention consiste à perfectionner la séparation d'une cible dans une surface d'arrière-plan, du type indiqué ci-dessus,de manière à rendre possible une identification certaine d'une cible ponctuelle. Ce but est atteint selon l'invention en ce que les spectres de fréquence qui apparaissent à la sortie d'un ou de plusieurs pré-amplificateurs sont comparés aux fréquences caractéris- tiques d'une cible ponctuelle de l'appareil particulier et en ce que la cible ponctuelle reconnue et choisie est visua- lisée sous forme d'une image sur le dispositif d'affichage. Ce Drocédé offre la sécurité la plus grande de pou- voir d6tecter des cibles ponctuelles parmi un grand nombre de cibles tel/ que des hélicoptères ou des fusées tirées dans sa propre direc- tion, cibles qui sont éloignées et de ce fait en général difficiles à distinguer, tandis qu'en dehors de la chaleur on utilise comme autre critère de comparaison le spectre propre d'une cible ponctuelle. De plus, l'énergie totale, abstraction faite des perturbations atmosphériques, est disponible pour l'exploitation de l'information, ou en d'autres termes, cette énergie n'est pas affaiblie par une trame de modulation ou analogue incorporée à l'appa- reil. Suivant une autre caractéristique de l'invention il est avantageux d'utiliser pour la comparaison des spectres, au moins deux filtres sélectifs accordés sur deux fréquences caractéristiques d'une cible ponctuelle. Il s'agit là d'un procédé comparativement simple tant pour le domaine du visible que cour le domaine thermique. Par exemple, dans le cas d'une fusée, on utRise le rayonnement thermique de celle-ci, ce rayonnement constituant alors le seul critère de distinction supplémentaire imaginable en dehors de la forme ponctuelle de la cible. En ce qui concerne la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, il est avantageux que lestrainsd'oscil- lations des signaux qui apparaissent à la sortie du ou des amplificateurs soient introduits dans la mémoire du filtre à un rythme tel qu'un train d'oscillations ou un multiple entier de la fréquence à analyser du spectre de fréquences de la cible ponctuelle, remplisse les cellules de mémori- sation du filtre, que dans le but d'analyser les.spectres de fréquences caractéristiques de la cible, ces trains soient lus à une fréquence d'horloge nettement plus grande que celle utilisée pour l'introduction et appliqués à un circuit oscillant accordé sur cette fréquence d'horloge rapide et qu'enfin dans un démodulateur on engendre la courbe enveloppe des amplitudes du circuit oscillant. Grâce à cette caractéristique, on peut lire un multiple des trains d'oscillations même au cas o la mémoire ne reçoit qu'un seul train d'oscillations de telle sorte qu'un cir- cuit oscillant qui est accordé sur cette fréquence de lecture plus élevée dispose également du temps nécessaire pour l'établissement et l'évanouissement des oscillations. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la plus petite valeur des deux valeurs d'amplitude des fré- quences qui caractérisent une cible ponctuelle est augmentée à l'aide d'une amplification réglée à une valeur fixe jus- qu'au niveau de l'autre valeur d'amplitude et ensuite on obtient par calcul de rapport des tensions de sortie cor- respondantes une valeur 1 pour les cibles ponctuelles et une valeur inférieure à 1 pour des cibles qui concernent l'arrière-plan. Un dispositif permettant la mise en oeuvre de ces caractéristiques comporte un circuit oscillant com- posé d'inductanceset de capacitésou de filtres actifs. Dans ce qui va suivre, l'invention sera décrite plus en détail à l'aide d'un dessin d'un exemple de réa- lisation particulier dans lequel les signaux à traiter sont engendrés par un appareil à image thermique comportant des détecteurs individuels ou de nombreux détecteurs. Sur ces dessins: la Fig. 1 est un graphique montrant les parcours en fonction du temps d'une cible ponctuelle et d'une cible relative à l'arrière-plan détectée par un élément détecteur; la Fig. la représente le schéma d'une série de détecteurs utilisés en pratique; la Fig. 2 représente le spectre de fréquence correspondant aux cibles ponctuelle et relative à l'arrière plan selon la Fig. 1; et la Fig. 3 illustre le fonctionnement du disposi- tif suivant l'invention, sous forme d'un schéma simplifié. Dans le graphique de la Fig. 1, on a représenté schématiquement quels signaux sont engendrés par un élément détecteur 1 se déplaçant dans le sens de la flèche 3(hori- zontalement), d'une part pour une cible ponctuelle 4 et d'autre part pour une cible 5 relative à l'arrière-plan. L'élément détecteur peut ici représenter un appareil d'images thermiques fonctionnant avec des détecteurs indi- viduels ou bien avec de nombreux détecteurs en tant que source de signaux, les détecteurs étant disposés sous forme de rangées (réseau), les détecteurs des rangées indivi- duelles se recouvrant selon la Fig. la aux extrémités de ces rangées ( disposition décalée). La Fig.2 représente les signaux de tension 4' et 5' en fonction de la fréquence dans le cas de la cible ponctuelle 4 et de la cible 5 relative à l'arrière-plan selon la Fig 1, les deux fréquences fl et f2 devant être choisies de manière à être caractéristiques d'une cible ponctuelle. Un analyseur 6 composé de deux filtres 6' et 6" (Fig.3) est accordé sur ces deux fréquences. Chaque filtre comporte une mémoire comprenant un certain nombre de cellu- les de mémorisation comme cela est par exemple le cas d'un registre à décalage analogique. Dans un tel filtre, les signaux qui sont appliques à un ou plusieurs pré-amplifi- cateurs 7 (Fig.la) auxquels sont raccordés des détec- teurs 2 correspondants, sont introduits et ensuite lus par rotation de commutateurs en anneau associés. Au cours du processus de reconnaissance, destiné à déterminer de quelle cible il s'agit, la fréquence inférieur f2 est augmentée par l'amplificateur 9 d'une quantité,chaque fois identique, symbolisêé par la flèche double 10 jusqu'à la valeur de la fréquence fl et ensuite,on forme dans le circuit 11 le rapport U (f1) ou on effectue une comparaison. U (f) Le montage est conçu de telle manière que lorsque le résultat est 1, une cible ponctuelle est détectée tandis que lorsque ce résultat est inférieur à 1 il s'agit d'une cible relative à l'arrière-plan. La cible ponctuelle qui dans la présente description est seule intéressante,est ensuite représentée sur un moniteur 12. Lorsqu'il s'agit de ciblesd'images thermiques fonctionnant avec un nombre im- portant de détecteurs individuels, il est nécessaire d'uti- liser à chaque sortie 8 (Fig.la) des pré-amplificateurs 7 connectés à la suite des détecteurs individuels, un filtre tel que décrit ci-dessus. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour choisir parmi des signaux d'ima- ge thermique ou de télévision des cibles ponctuelles éloi- gnées par rapport à une surface d'arrière-plan et pour visua- liser cette cible sur un dispositif d'affichage, caracté- risé en ce qu'il consiste à comparer les spectres de fré- quence (4', 5') apparaissant aux sorties(8)d'un ou plusieurs préamplificateurs (7)à des fréquences (f1,f2)caractérisant la cible ponctuelle de l'appareil particulier et à représen- ter sous forme d'images sur le dispositif d'affichage(12) la cible ponctuelle (4) choisie. 2 - Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce qu'on utilise pour la comparaison des spectres (4',5') au moins deux filtres sélectifs (6',6") accordés sur deux fréquences caractéristiques (fi' f2) d'une cible ponctuelle (4). 3 - Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que les trains d'oscil- lations des signaux qui apparaissent aux sorties du ou des préamplificateurs (7) sont introduits dans la mémoire du filtre (6', 6") à un rythme tel qu'un train d'oscillations ou un multiple entier de la fréquence à analyser du spectre de fréquence de la cible ponctuelle remplisse entièrement les cellules de mémorisation du filtre, qu'ensuite en vue de l'analyse de leurs spectres de fréquence typiques (4',5') i 1 s sont 1 u s à une fréquence nettement plus élevée que celle utilisée pour l'introduction en mémoire, en ce que ces trains d'oscillations sont appliqués à un circuit oscillant accordé sur ladite fréquence de rythme rapide, et en ce que l'on prélève la courbe enveloppe des ampli- tudes du circuit oscillant dans un démodulateur. 4 - Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications précédentes caractérisé en ce que la plus pe- tite valeur des deux valeurs d'amplitudes (f2) des fré- quences (fi' f2) caractéristiques d'une cible ponctuelle est augmentée par une amplification (10) réglée à une va- leur fixe jusqu'au niveau de l'autre fréquence et en ce qu'ensuite on engendre par calcul de rapport des tensions de sortie correspondantes une valeur 1 pour des cibles ponctuelles et une valeur inférieure à 1 pour des cibles relatives à l'arrière-plan. - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les circuits oscillants des filtres (6', 6") comportent des inductances et des capacités ou des filtres actifs.