Brevet FR2918530A1 — publié le 20090109

PROCEDE ET DISPOSITIF D'OBSERVATION L'invention concerne un procédé et un dispositif d'observation, plus particulièrement un procédé et un dispositif d'observation optique. L'invention concerne, en particulier, les 5 systèmes d'observation de la Terre dans le domaine optique. L'image acquise par un système d'observation optique peut être vue, en première approximation, comme l'échantillonnage de l'objet observé û préalablement convolué par la tache image du système optique û avec l'addition d'un bruit de détection et d'un bruit 10 photonique. La fonction de transfert (transformée de Fourier de la tache image) d'un système optique, inhérente à la forme de la pupille d'entrée et à la qualité du système optique, pose généralement deux problèmes de qualité image après échantillonnage par la matrice de 15 détecteurs : • les faibles valeurs du module de la fonction de transfert (FTM) pour les hautes fréquences (jusqu'à la fréquence de Nyquist, égale à la demi-fréquence d'échantillonnage) impliquent un flou dans les images brutes (sorties instrument) ; • l'image n'étant généralement pas échantillonnée suivant les conditions du théorème de 20 Shannon, la fréquence de Nyquist est inférieure à la fréquence de coupure et, lors de l'échantillonnage, les composantes fréquentielles de l'objet perçues au-delà du carré de Nyquist génèrent du repliement de spectre. Ce repliement de spectre, en fonction de son importance, peut corrompre l'intégrité de l'image et affecter sensiblement les traitements numériques de déconvolution ou d'extraction d'information comme les 25 détecteurs de contour, ou les méthodes de mesure de parallaxes (pour la reconstruction 3D). Les figures 1 a et lb sont des graphes illustrant le phénomène de repliement de spectre lors d'un échantillonnage 2D par un instrument optique à l'art antérieur. Les axes des figure la et 30 lb représentent les fréquences spatiales dans les directions x et y. La fréquence de Nyquist 2, le carré de Nyquist, la fréquence de coupure de l'instrument 4 et la fréquence d'échantillonnage 6 sont représentées sur la figure la, qui représente la situation avant échantillonnage. La fréquence de Nyquist 2 est inférieure à la fréquence de coupure 4 et un repliement de spectre se produit donc lors de l'échantillonnage. La figure lb montre le repliement de spectre 8. Les figures 2a et 2b sont les sections transversales des graphes de figures la et lb dans la direction x. Les figures 2a et 2b illustrent le phénomène de repliement de spectre lors d'un échantillonnage par l'instrument optique de la figure 1, et montrent aussi la trace du module de la fonction de transfert (FTM) 10 en fonction de la fréquence spatiale. Comme illustré sur les figures 2a et 2b la fonction de transfert (FTM) 10 a des valeurs faibles pour les hautes fréquences (jusqu'à la fréquence de Nyquist). La figure 2a représente la situation avant échantillonnage et la figure 2b représente la situation après échantillonnage. La figure 2b montre le repliement de spectre 8. Le problème de repliement de spectre présent dans une image ne peut être résolu dans le cas général. Seule une connaissance a priori des caractéristiques de l'objet observé (non envisageable de manière générale dans le cas de l'observation de la Terre) ou l'utilisation de plusieurs images du même objet suivant des grilles d'échantillonnage légèrement décalées permettent d'atténuer le phénomène de repliement de spectre, pour exemple la méthode Hypermode ou Supermode du CNES qui est décrit dans la demande de brevet internationale WO 97/05451. Quant à la déconvolution, la difficulté majeure réside dans le bruit de mesure : en effet, l'application du filtre de déconvolution transforme le bruit de mesure à l'origine indépendant (ou blanc) en un bruit de plus grand écart type et corrélé (sa Densité Spectrale de Puissance n'est alors plus constante sur le carré de Nyquist). Un bruit corrélé est dit coloré par opposition avec un bruit blanc. Cette "coloration" du bruit, rendant le bruit texturé, accompagnée d'un accroissement sensible de son écart type génère des artefacts visuels pouvant être rédhibitoires pour l'exploitation opérationnelle des images après traitement de déconvolution. Enfin, une autre difficulté réside dans la complexité et donc le surcoût de puissance de calcul et de mémoire embarquées nécessaires à l'application d'une convolution discrète à bord. L'objet de l'invention est de proposer un dispositif et une méthode permettant une déconvolution et/ou une suppression des effets de repliement. Plus précisément, l'invention propose un dispositif imageur comprenant des moyens de détection comportant une matrice d'éléments de détection pour générer des signaux de détection représentatifs d'un rayonnement reçu, des moyens pour diriger un faisceau de rayons en direction des moyens de détection, des moyens de stockage comportant plusieurs éléments de stockage pour accumuler pendant un temps d'intégration les signaux de détection obtenus par la matrice d'éléments de détection, chaque élément de stockage lié à un des éléments de détection, et des moyens de traitement configurés pour échantillonner lesdits signaux de détection accumulés pendant le temps d'intégration, et qui est caractérisé en ce que ledit dispositif comporte des moyens de filtrage pour appliquer un filtre audits signaux de détection avant l'échantillonnage desdits signaux de détection accumulés. De cette manière, par le filtrage avant l'échantillonnage, il est possible de filtrer les signaux sans induire une coloration du bruit de mesure et ainsi, éviter la génération des artefacts visuels. Typiquement, le bruit de mesure reste blanc, même si le filtre appliqué est un filtre dit de déconvolution. De préférence, les moyens de traitement sont configurés de manière à générer un signal d'image qui représente une image, utilisant lesdits signaux échantillonnés. Ledit faisceau peut être un faisceau de lumière visible. Typiquement, les moyens de direction comportent un système optique. Le système optique peut comporter une lentille ou un système des lentilles. Le système optique peut comporter un télescope. 25 Typiquement la forme de filtre est sélectionnée par rapport à une caractéristique du système optique. Ladite caractéristique peut être la fonction de transfert de modulation (FTM). Typiquement, la matrice d'éléments de détection est positionnée dans le plan focal du système optique. En pratique la position de la matrice d'éléments de détection peut varier par 30 quelques microns par rapport au plan focal.20 Avantageusement, les moyens de filtrage comportent des moyens de déplacement pour déplacer lesdits moyens de détection par rapport audit faisceau ou pour déplacer ledit faisceau par rapport auxdits moyens de détection. Les moyens de filtrage peuvent être des moyens opto-mécaniques. Ainsi, dans le cas où sont envisagés des traitements nécessitant l'application d'un filtre numérique, l'utilisation d'un filtre opto-mécanique permet de ne pas accroître la puissance de calcul numérique nécessaire à embarquer. Cette caractéristique est de valeur en particulier dans le cas ou le dispositif est destiné à être installé à bord d'un satellite ou, de manière générale, dans un système d'observation où la scène est fixe (ou rendu fixe) par rapport au plan focal. Chacun des signaux de détection accumulés, qui est généré utilisant une partie respective du faisceau, peut comporter aussi les signaux de détection qui sont générés utilisant au moins une autre partie dudit faisceau. Chacun des éléments de stockage peut comporter une unité de mémoire respective. Autrement, chacun des éléments de stockage peut être une partie respective d'une seule unité de mémoire. Chacun des éléments de stockage peut être un élément dans une base de données. De préférence, chacun des éléments de détection est configuré de manière à générer les signaux de détection respectifs. Typiquement, chacun des éléments de détection reçoit une partie respective dudit faisceau, et 25 chacune des parties dudit faisceau correspond à une partie respective de ladite image. Lesdits moyens de déplacement peuvent déplacer soit lesdits moyens de détection soit le faisceau. Lesdits moyens de déplacement peuvent comporter un système de miroirs de type tip/tilt. Avantageusement, lesdits moyens de déplacement sont configurés de manière à mettre en place la matrice d'éléments de détection et le faisceau, dans une série de positions de détection relative pendant le temps d'intégration. 20 30 Avantageusement, chacune des positions de détection est maintenue pendant un des intervalles de détection donné. Ainsi, la forme de filtrage peut être sélectionnée facilement par une sélection de la série de positions de détection et des intervalles de détection. Avantageusement, au moins un des intervalles de détection est différent d'au moins un des autres intervalles de détection. Avantageusement, les éléments de détection sont séparés par un écart de séparation, les positions de détection voisines sont séparées par des écarts de position, lesdits écarts de position étant égaux ou inférieurs à l'écart de séparation. Ainsi, il est possible d'appliquer un filtre sur-échantillonné permettant l'application de filtrage de repliement de spectre ou de super-résolution. Avantageusement, l'écart de position est un sous-multiple de l'écart de séparation entre les éléments de détection. Ledit sous- multiple peut être la moitié dudit écart de séparation entre les éléments de détection. Les positions de détection et les intervalles de détection peuvent être choisis afin que le filtre ait une forme recherchée. La série de positions de détection et les intervalles de détection peut être sélectionnés afin que le filtre corresponde à un filtre numérique quelconque. Le filtre peut correspondre à un filtre de déconvolution et/ou un filtre anti-repliement. De préférence, les positions de détection et les intervalles de détection sont sélectionnés afin que le filtre corresponde, à un filtre de déconvolution ou à un filtre anti-répliement. Avantageusement, chaque position de détection et chaque intervalle de détection sont représentatifs d'un coefficient de filtrage respectif. De préférence, si le filtre comporte un ensemble de coefficients négatifs et un ensemble de coefficients positifs, un premier ensemble des positions de détection représente l'ensemble des coefficients négatifs, et un deuxième ensemble des positions de détection représente l'ensemble des coefficients positifs. Avantageusement, les moyens de traitement sont configurés de manière à générer un premier signal d'image selon les signaux de détection accumulés utilisant le premier ensemble de positions de détection, et les moyens de traitement sont configurés de manière à générer un deuxième signal d'image selon les signaux de détection accumulés utilisant le deuxième ensemble de positions de détection. De préférence, les moyens de traitement sont configurés de manière à soustraire le premier signal d'image et le deuxième signal d'image pour obtenir un signal d'image composé. Selon une variante de l'invention, les moyens de filtrage comportent une matrice de commutation qui est adaptée à changer les liaisons entre les éléments de détection et les éléments de stockage de telle façon que chacun des signaux de détection accumulés comprend les signaux de détection d'un élément de détection respectif et les signaux de détection d'au moins un autre élément de détection. Ainsi, l'invention fournit un système alternatif, qui n'est pas un système opto-mécanique, pour filtrer les signaux avant échantillonnage. Avantageusement, la matrice de commutation est opérable de telle façon que chacun des éléments de stockage est lié à chaque élément de détection d'un ensemble respectif des éléments de détection pendant le temps d'intégration. La matrice de commutation peut être configurée pour lier ledit élément de stockage à chaque élément de détection dudit ensemble respectif des éléments de détection pendant un intervalle de détection respectif. De préférence, les ensembles des éléments de détection et les intervalles de détection sont sélectionnés afin que le filtre corresponde à un filtre de déconvolution et/ou d'anti-repliement. 25 Le filtre peut comporter un ensemble de coefficients négatifs et un ensemble de coefficients positifs, et un premier ensemble des intervalles de détection représente l'ensemble des coefficients négatifs, et un deuxième ensemble des intervalles de détection représente l'ensemble des coefficients positifs. Les moyens de traitement peuvent être configurés de 30 manière à générer un premier signal d'image selon les signaux de détection accumulés pendant le premier ensemble des intervalles de détection, et les moyens de traitement peuvent être configurés de manière à générer un deuxième signal d'image selon les signaux de détection accumulés pendant le deuxième ensemble des intervalles de détection. Les moyens de traitement peuvent être configurés de manière à soustraire le premier signal d'image et le deuxième signal d'image pour obtenir un signal d'image composé. Le dispositif peut être destiné à être embarqué dans un satellite pour l'observation de la Terre. Dans ce cas, typiquement, il faut que la scène observée soit fixe par rapport au plan focal (hors bougés volontaires des moyens de détection). Typiquement, il faut, par exemple, une observation en orbite géostationnaire. On peut aussi en orbite défilante mais dans ce cas-là il faut un mécanisme de compensation du mouvement relatif satellite/Terre, par exemple un miroir en mouvement, ou un basculement de la plate-forme en tangage. L'invention a aussi pour objet un procédé d'acquisition et de traitement d'une image dans lequel on fournit des moyens de détection comportant une matrice d'éléments de détection, on fournit des moyens pour diriger un faisceau de rayons en direction des moyens de détection, on fournit des plusieurs éléments de stockage, chaque élément de stockage lié à un des éléments de détection, on génère des signaux de détection qui sont représentatifs d'un rayonnement reçu utilisant la matrice d'éléments de détection, la matrice d'éléments de détection accumule les signaux de détection qui sont obtenus dans un temps d'intégration, et on échantillonne desdits signaux de détection accumulés, le procédé étant caractérisé en ce qu'on on déplace lesdits moyens de détection par rapport audit faisceau ou ledit faisceau par rapport auxdits moyens de détection pendant le temps d'intégration, ou on change des liaisons entre les éléments de détection et les éléments de stockage pendant le temps d'intégration. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : les figures la et lb, déjà décrites, sont des graphes illustrant le phénomène de repliement de spectre lors d'un échantillonnage 2D par un instrument optique, de l'art antérieur ; les figures 2a et 2b, déjà décrites, sont des graphes illustrant le repliement de spectre et atténuation importante du module de la fonction de transfert (FTM) pour les hautes fréquences par un instrument optique de l'art antérieur ;30 la figure 3 représente un dispositif d'observation selon l'invention ; la figure 4 est une vue d'une matrice d'éléments de détection du dispositif de la figure la figure 5 représente un enchaînement des positions par pas de demi-pixel de la matrice d'éléments de détection du dispositif d'observation de la figure 3 par rapport de plan focal ; 10 les figures 6a, 6b, 6c et 6d sont des graphes illustrant l'application d'un filtre antirepliement avant échantillonnage par un dispositif d'observation selon l'invention ; les figures 7a, 7b, 7c et 7d sont des graphes illustrant l'application d'un filtre de déconvolution avec un filtre anti-repliement avant échantillonnage par un dispositif 15 d'observation selon l'invention ; la figure 8 représente une variante du dispositif de la figure 3 ; la figure 9 représente schématiquement l'application d'un filtre ; 20 la figure 10 représente un module de la fonction de transfert (FTM) en fonction de la fréquence spatiale dans la direction x; la figure 11 est une image brute générée par le dispositif de la figure 3, sans filtrage 25 anti-repliement ou filtrage de déconvolution ; la figure 12 représente la FTM de la figure 10 et de cette FTM multipliée par une fonction de transfert représentant un filtre déconvolution, dans la direction x ; 30 la figure 13 est l'image brute de la figure 11 convoluée par la fonction de transfert de la figure 12 par une procédure opto-mécanique avant-échantillonnage ; 3;5 la figure 14 représente la FTM de la figure 10 et cette FTM multipliée par une fonction de transfert représentant un filtre de déconvolution et anti-repliement, dans la direction x ; la figure 15 est l'image brute de la figure 11 convoluée par le fonction de transfert de la figure 14, par une procédure opto-mécanique avant-échantillonnage. On se réfère tout d'abord à la figure 3 pour décrire un exemple d'un dispositif imageur selon l'invention. Le dispositif comporte un télescope à réflexion et une matrice d'éléments de détection 30 positionnés au plan focal du télescope à réflexion. Les éléments de détection sont de type CCD ou CMOS. La matrice d'éléments de détection 30 est liée à une unité de stockage et de commande 32. L'unité de stockage et de commande 32 est lié à un contrôleur 34. Le télescope à réflexion comporte un système de miroirs 36 38 40 42 44 46 positionnés telle façon qu' un rayonnement reçu à une entrée du télescope est dirigé vers la matrice d'éléments de détection 30 et focalisé sur la matrice d'éléments de détection 30. La voie d'un faisceau d'un rayon est indiquée dans la figure 3 par les lignes pointillées 48. Le système de miroirs comprend un miroir de type tip/tilt 44. Typiquement, le miroir de type tip/tilt 44 est de type miroir à rotation rapide (FSM). Le miroir de type tip/tilt 44 est lié à 25 un circuit de commande 50, et le circuit de commande 50 est lié au contrôleur 34. La figure 4 est une vue plus détaillée de la matrice d'éléments de détection 30. La matrice d'éléments de détection 30 est une matrice carrée arrangée dans les directions orthogonales x et y. Chacun des éléments de détection 52 est séparé par un écart de séparation 54 aux 30 éléments de détection voisins dans les directions x et y. Le miroir de type tip/tilt 44 est positionné de telle façon qu'un opération de tip ou tilt est telle qu'elle permet de déplacer le rayonnement sur le plan focal. Les opérations de tip ou tilt sont faites sous contrôle du contrôleur 34.20 Chaque élément de détection est lié à une mémoire dans 1' unité de stockage et commande 32. Lors d'opération du dispositif, chaque élément de détection génère les signaux électriques en réponse aux photons du rayonnement reçu et, pour chaque élément de détection, les signaux électriques sont accumulés par la mémoire correspondante. Après un temps d'intégration, le contrôleur 34 lie le signal accumulé par chaque mémoire, dans une procédure d'échantillonnage. Le contrôleur comporte un processeur, et le processeur génère un signal d'image utilisant les signaux lus. Le signal d'image représente l'image vue par le télescope à réflexion. Typiquement le signal d'image est stocké par le contrôleur 34. Le processeur peut transmettre le signal d'image à une unité de visualisation pour affichage d'image sur un écran, ou une unité de traitements pour l'exploitations opérationnelles. Au début du temps d'intégration chaque élément de détection reçoit une partie dudit rayonnement reçu. Chaque partie dudit rayonnement reçu correspond à une partie de l'image vue par le télescope et ainsi à une partie de l'image représentée par le signal d'image. On peut dire que chaque partie de l'image représentée par le signal d'image est un pixel, et on peut dire aussi que chaque élément de détection correspond, l'un à l'autre, à un pixel. Typiquement, le signal d'image comporte un ensemble des signaux, chacun des signaux correspondant à un pixel. Lors du temps d'intégration, le contrôleur 34 contrôle le miroir de type tip/tilt 44 de telle façon que le rayonnement sur le plan focal est déplacé vers une série de positions de détection, et que chaque position de détection est maintenue pendant un intervalle de détection respectif, autrement dit un temps d'intégration élémentaire. Les déplacements suivent des positions successives de fractions de pixel du plan focal, tout en intégrant sans interruption les photons au niveau de la matrice d'éléments de détection. Un exemple d'une série de positions de détection est montré sur la figure 5, dans laquelle la matrice d'éléments de détection 30 est représentée par une grille, et chaque carré de la grille correspond à la position d'un des éléments de détection. L'image montrée au-dessous de la grille représente une image vue par le télescope et focalisée sur la matrice d'éléments de30 détection. Les neuf positions dans la série sont numérotées de 1 à 9, et on peut voir que chaque position successive est déplacée par un demi-pixel. Le temps d'intégration élémentaire de chacune de ces positions du plan focal est modulé de 5 telle sorte que l'image résultante à la fin du temps d'intégration globale a été convoluée avant la détection par la matrice d'éléments de détection. Plus précisément, le temps passé pour chaque décalage est choisi proportionnel à la valeur du filtre de convolution correspondant à ce décalage. Si le filtre de convolution présente des 10 coefficients négatifs, l'acquisition doit être décomposée en deux acquisitions distinctes : l'une correspondant à l'ensemble des coefficients positifs du filtre (et des positions sub-pixel de plan focal correspondantes), l'autre à l'ensemble des coefficients négatifs. L'image convoluée recherchée est alors la soustraction de ces deux images. 15 L'application d'un filtre de convolution par ce procédé opto-mécanique se plaçant avant l'échantillonnage final, il peut être effectué de manière sur-échantillonnée. Le facteur de sur-échantillonnage est directement lié à la fraction de pixel des décalages utilisée entre chaque position successive : ainsi, un ensemble de décalages par pas de demi-pixel permet d'appliquer des filtres de manière sur-échantillonnée d'un facteur 2 par rapport au pas final. 20 Cette possibilité permet ainsi d'appliquer des filtres pour : • atténuer le repliement de spectre (filtre passe-bas) ; • atténuer le repliement de spectre et déconvoluer ; 25 Les figures 6a à 6d montrent l'effet d'application d'un filtre anti-repliement avant échantillonnage, pour le spectre d'instrument optique des figures 2a et 2b. La figure 6a est identique à la figure 2a et montre la fréquence de Nyquist 2, la fréquence de coupure de l'instrument 4, la fréquence d'échantillonnage 6 et la forme de la fonction de 30 transfert (FTM) 10 pour l'instrument optique des figures 2a et 2b. La figure 6b est un graphe illustrant la forme d'un filtre anti-repliement 60. La figure 6c est une graphe illustrant la forme 62 de la fonction de transfert (FTM) 10 après convolution opto-mécanique avec le filtre 60 de la figure 6b, avant échantillonnage. On peut voir que la partie de la fonction de transfert autour de la fréquence de Nyquist 2 est supprimée. La figure 6d est un graphe 20 illustrant le repliement de spectre après échantillonnage. On peut voir que les effets de repliement sont fortement réduits en comparaison avec le spectre de figure 2b après échantillonnage. Les figures 7a à 7d montrent l'effet d'un application d'un filtre composant un filtre de déconvolution avec un filtre anti-repliement avant échantillonnage. La figure 7a est identique à la figure 2a et montre la fréquence de Nyquist 2, la fréquence de coupure de l'instrument 4, la fréquence d'échantillonnage 6 et la forme de la fonction de transfert (FTM) 10 pour l'instrument optique des figures 2a et 2b. La figure 7b est un graphe illustrant la forme d'un filtre 64 composant un filtre de déconvolution avec un filtre anti-repliement. La figure 7c est une graphe illustrant la forme 66 de la fonction de transfert (FTM) 10 après convolution optomécanique avec le filtre 64 de la figure 5b, avant échantillonnage. La figure 7d est un graphe illustrant le repliement de spectre après échantillonnage. On peut voir que les effets de repliement sont fortement réduits en comparaison avec le spectre de la figure 2b après échantillonnage et que la fonction de transfert est aplatie pour les fréquences inférieures à celles de la fréquence de Nyquist. Dans d'autres exemples, d'autres filtres peuvent être appliqués par un choix approprié des déplacements et des intervalles de détection. A titre d'exemple, on décrit le principe de convolution opto-mécanique sur un filtre de taille 7x7 (anti-repliement + rehaussement de contraste) avec un facteur de sur-échantillonnage de 2 par rapport au pas de l'image finale. Les résultats de ce filtre sont reportés ci-dessous. Décalage en colonne -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 1.5 0 -0.0575 -0.115 -0.0575 0 0 0 0 -0.115 -0.23 -0.115 0 0 -0.0575 -0.115 0.1775 0.47 0.1775 -0.115 -0.0575 -0.115 -0.23 0.47 1.17 0.47 -0.23 -0.115 -0.0575 -0.115 0.1775 0.47 0.1775 -0. 115 -0.0575 0 0 -0.115 _ -0.23 -0.115 0 0 0 0 _ 0.0575 -0.115 -0.0575 0 0 -1. 5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 25 Table 1 Il est à noter que ce filtre possède des coefficients positifs et des coefficients négatifs. Il y a 9 coefficients positifs (en gras) et 24 coefficients négatifs (en italique). La somme des coefficients du filtre vaut 1, et la somme de ses valeurs absolues vaut 6.52. Dans ce cas où le filtre possède des coefficients positifs et des coefficients négatifs, il y a deux périodes d'acquisition des signaux, ayant deux temps d'intégration. Pendant une des deux périodes d'acquisition, ayant un temps d'intégration Ti, le rayonnement sur le plan focal est déplacé vers une première série de positions correspondant aux coefficients positifs du filtre. Pendant l'autre des deux périodes d'acquisition, ayant un temps d'intégration T-, le rayonnement sur le plan focal est déplacé vers une deuxième série de positions correspondant aux coefficients négatifs du filtre. On considérera que le temps de transition Tt (û1 s) entre deux positions successives (1/2 pixel) est négligeable compte tenu de la vitesse des miroirs de tip/tilt. On note a un réel positif le coefficient de proportionnalité entre la valeur absolue des coefficients du filtre et les temps d'intégration élémentaires. • Convolution opto-mécanique correspondant aux 9 coefficients positifs : Les décalages successifs et les temps d'intégration pour la convolution opto-mécanique correspondant aux 9 coefficients positifs sont montrés dans la table 2. Décalage en x (pixel) Décalage en y (pixel) Temps d'intégration Position 1 -0.5 -0.5 0.1775 a Position 2 0 -0.5 0.47 a Position 3 0.5 -0.5 0.1775 a Position 4 -0.5 0 0.47 a Position 5 0 0 1.17 a Position 6 0.5 0 0.47 a Position 7 -0.5 0.5 0.1775 a Position 8 0 0.5 0.47 a Position 9 0.5 0.5 0.1775 a Table 2 5 10 Au total, le tempsd'intégration total T+ pour la convolution des termes positifs est 3.76 a auquel s'ajoute 8 fois le temps de transitions Tt (supposé négligeable). T+ = 3.76a+8Tt 3.76a (1) • Convolution opto-mécanique correspondant aux 24 coefficients négatifs : Les décalages successifs et les temps d'intégration pour la convolution opto-mécanique correspondant aux 9 coefficients positifs sont montrés dans la table 3. Décalage en x Décalage en y (pixel) Temps d'intégration (pixel) Position 1 -0.5 -1.5 0.0575 a Position 2 0 -1.5 0.115 a Position 3 0.5 -1.5 0.0575 a Position 4 -0.5 -1.0 0.115 a Position 5 0 -1.0 0.23 a Position 6 0.5 -1.0 0.115 a Position 7 -1.5 -0.5 0.0575 a Position 8 -1.0 -0.5 0.115 a Position 9 1.0 -0.5 0.115 a Position 10 1.5 -0.5 0.0575 a Position 11 -1.5 0 0.115 Position 12 -1.0 0 0.23 Position 13 1.0 0 0.23 Position 14 1.5 0 0.115 Position 15 -1.5 0.5 0.0575 Position 16 -1.0 0.5 0.115 Position 17 1.0 0.5 0.115 Position 18 1.5 0.5 0.0575 Position 19 -0.5 1.0 0.115 Position 20 0 1.0 0.23 Position 21 0.5 1.0 0.115 Position 22 -0.5 1.5 0.0575 Position 23 0 1.5 0.115 Position 24 0.5 1.5 0.0575 Table 3 Compte tenu des différentes positions successives pour l'ensemble des coefficients négatifs, le temps d'intégration Y vérifie dans ce cas : T- = 2.76ce + 25Tt Ç---- 2.76a Au total, le temps d'intégration T vaut T = 6.52a + 33Tt 10 Typiquement, on veillera à ce que le coefficient a soit supérieur à 500Tt de façon à ce que le temps de transition total ne dépasse pas 1 % du temps d'intégration : dans ce cas, la dégradation de la FTM induite par ces bougés de l'ordre du demi-pixel est alors jugé négligeable. 15 Après chacune des deux périodes d'acquisition, le contrôleur 34 lit les signaux accumulés par chaque mémoire. Ainsi, on obtient un premier ensemble des signaux pour les coefficients positifs, chacun des signaux correspondant à un pixel, et un deuxième ensemble des signaux pour les coefficients négatifs, chacun des signaux correspondant à un pixel. 20 Le premier ensemble des signaux et le deuxième ensemble des signaux sont procédés ensemble pour obtenir un signal d'image composé. Typiquement, le deuxième ensemble des signaux est soustrait du premier ensemble des signaux pour obtenir le signal d'image composé. 25 Il est à noter que même si le bruit de mesure reste blanc après la convolution opto-mécanique, le rapport signal sur bruit peut être dégradé par rapport à celui d'une acquisition classique (sans convolution opto-mécanique) pour un même temps global d'intégration. En effet, dans le cas de l'application d'un filtre de convolution présentant des valeurs négatives, le facteur de dégradation du rapport signal sur bruit correspond à la somme des valeurs absolues des 30 coefficients du filtre (norme L1 du filtre) (par d'exemple 6.52 dans le cas traité en exemple ci-dessus). (2) (3) Dans une variante du dispositif de la figure 3, le miroir de type tip/tilt 44 est remplacé par un miroir fixe, et le dispositif comporte un moteur configuré pour bouger la matrice. Pour cette variante, les décalages sont effectués par mouvement de la matrice, par exemple par des moteurs piezo-électrique. Une autre variante du dispositif de la figure 3 est montré sur la figure 8. La variante est identique au dispositif de la figure 3, à part du remplacement du miroir de type tip/tilt 44 avec un miroir fixe 72 et la présence d'une matrice de commutation 70 entre la matrice d'éléments de détection 30 et l'unité de stockage et de commande 34. 10 Lors d'opération de la variante de la figure 8, le rayonnement est fixe sur le plan focal et le rayonnement n'est pas déplacé pendant le temps d'intégration. En revanche, la matrice de commutation est adaptée à changer les liaisons entre les éléments de détection et les mémoires de l'unité de stockage et de commande 34 pendant le temps d'intégration. La matrice de 15 commutation lie chaque mémoire à une série des éléments de détection différent. Ainsi, chaque mémoire accumule les signaux d'origine des éléments de détection différent pendant le temps d'intégration. Pour chacune des mémoires, le lien à chacun des éléments de détection de la série est maintenu pendant un intervalle de détection respectif, autrement dit un temps d'intégration élémentaire. 20 Les liens et les temps d'intégration élémentaires sont choisis pour représenter un filtre. Ainsi, l'invention fournit un système alternatif, qui n'est pas un système opto-mécanique, pour filtrer les signaux avant échantillonnage. 25 Maintenant, l'aspect théorique vérifiant la validité théorique du principe de convolution optomécanique, ou avant échantillonnage, est décrit. La blancheur du bruit ainsi que son rapport signal sur bruit sont établis dans le cas d'un bruit composé d'un bruit de détection (RON) et d'un bruit photonique (hypothèse classique). 30 On rend compte aussi de simulations numériques dans le cas de l'application opto-mécanique d'un "petit" filtre 7x7 suivant des positions par pas de demi-pixel et composant un filtre antirepliement de spectre avec un filtre de réhaussement de contraste de type laplacien (permettant une sorte de déconvolution aveugle de l'image brute).5 Les simulations numériques sont intéressantes pour un autre exemple d'application de ce filtre sur un système d'observation depuis l'orbite GEO avec un pas de 1. 2 m où a est égal à 3.53e-3. Dans le cas de l'observation depuis l'orbite GEO, un système de correction de la ligne de visée par miroir de tip/tilt est a priori incontournable. Les performances actuelles (rapidité et précision) de ces miroirs (FSM pour Fast Steering Mirror) sont tout à fait suffisantes pour les besoins de la convolution opto-mécanique (une précision de 0.3 rad rms et une vitesse maximale de 3 radis permet, par exemple, sur le système d'observation déployable des décalages latéraux du plan focal avec une précision de l'ordre du 20tème de pixel (rms) et un temps de transition entre deux positions espacées d'un demi-pixel d'environ 1 s.) Notations et hypothèses On considère un instrument d'optique de tache image h(x, y) . Sans perte de généralité, on supposera que la fréquence d'échantillonnage fe de la matrice d'éléments de détection en sortie de cet instrument est égale à 1. La fonction de transfert de cet instrument, notée H(fx, fy) a, par définition, une fréquence de 20 coupure notée fc : V (fx, .fy) / J fx2 + fy2 > fc H( fx, fy) = 0 (4) On note par o ( x, y) l'objet observé, dont la transformée de Fourier est notée o (fx, fy) . La 25 luminance moyenne de l'objet observé est noté Lmoy. On suppose, en première approximation que l'image m û exprimée en nombre d'électrons û issue de l'observation pendant le temps d'intégration T de l'objet o par l'instrument d'optique vérifie : 30 18 m(kx,ky) = mo (kx,ky) + b(kx,ky) t,0 +T mo (kx,ky) = -y f h * o(kx û Sx(t),ky û Sy(t))dt ta où : • (Sx,Sy) correspond à un éventuel bougé relatif entre l'objet et la matrice d'éléments de détection durant le temps d'intégration T . • -y correspond au nombre d'électrons captés par seconde au niveau de la matrice d'éléments de détection (-y dépend de la surface collectrice, de l'IFOV (champ de vue d'instrument) au carré, du rendement des détecteurs, du taux de transmission optique, de la largeur et du centre de filtre spectral). • b correspond au bruit de mesure. Le bruit b est supposé blanc et gaussien. L'écart type 6b ù en nombre d'électrons ù au point de mesure (kx, ky) est la somme quadratique d'un écart type de bruit de détection et d'un écart type de bruit photonique : Qb (kx, ky) _ jcdet2 + mo (kx, ky) (6) La moyenne sur l'image de cet écart type, notée -(J vérifie : ab - = V adetz + 7TLmoy (7) Le rapport signal sur bruit (RSB) est alors : (5) -yTLmoy Vo-de,2 + 7TLmoy (8) RSB = Soit s l'entier le plus proche par valeur supérieure du double de la fréquence de coupure fc : s =_ [2fc] Sur-échantillonner le signal h * o d'un facteur s permet de respecter la condition du théorème 5 de Shannon. Donc si m og' (kx, ky) correspond à l'échantillonné de h * o à la cadence 1, on a s 3> (kx ky) mo (kx,ky)_=yh*o s,s et sa transformée de Fourier vérifie : 1 1 1 1 V (fx,fy) E 2s'2s~ x 2s'2s~ Mo8'(fx,fy) = H(fx,fy)o(fx,fy) (11) Acquisitions multiples suivant différents temps d'intégration et différentes translations On considère maintenant N sous-poses de temps d'intégration (T1,..., TN) , déclenchées aux temps (t1,..., tN) et décalées spatialement de ((Sx1, Syl ) , • • • , (SxN, 6YN)) supposés constants 15 durant chaque temps d'intégration : t,,+ T,, mo(kx,ky;n) = y f h*o(kxùSx,,,kyù8y,)dt tn ='yL,h*o(kxùSx7,,kyù6yn) Chaque acquisition élémentaire est en fait bruitée : m(kx,ky;n) = mo(kx,ky;n) +b(kx,ky;n) (13) L'écart type du bruit de l'acquisition n au point (kx, ky) est alors égal à : ab (kx, ky ;n) = Jo-det2 + 1T,, h * o (kx ù 6x,1, ky ù 6yn) (14) On note mo (resp. m) la somme des différentes acquisitions sans bruit (resp. avec bruit) : (9) (10) 10 (12) 20 25 N mo (kx, ky) = E mo (kx, ky; n ) n=1 N m(kx,ky) Em(kx,ky;n) n=1 Dans ces conditions, m(kx,ky) = mo(kx,ky)+b(kx,ky) Avec N b(kx,ky) = Eb(kx,ky;n) n=1 Les termes b (kx, ky; n) étant indépendants et gaussien, b est aussi un bruit blanc gaussien d'écart type ab . La valeur de cet écart type en présence de bruit de détection dépend du mode d'acquisition des différentes sous-poses : (1) les sous-poses sont acquises continûment par la matrice d'éléments de détection qui ne cesse d'intégrer les photons durant les N déplacements ((6x 1 i 8y1) , • • • , (6xN , 6yN)) ; (2) les sous-poses font l'objet de N images distinctes. Dans le cas (1), le bruit de détection n'est compté qu'une seule fois, et N fois dans le cas (2). Par conséquent : N ab (kx, ky) = Ka(let2 + 7~ T,E h * o (kx + 6xn, ky + 6y,,) (18) n=1 = N/Kadet2 + mo (kx, ky ) et la moyenne de l'écart type vérifie : ab = JKadet2 + ry Lmoy (19) (15) (16) (17) Où: 1 dans le cas (1) K= N dans le cas (2) Pour toute la suite, on ne considérera que le cas (1). Application à une convolution opto-mécanique On désire appliquer une filtre de convolution g (du support fréquentiel inclut dans [ûMs, Ms ] x [ û Ms , Ms ~) au signal capté par l'instrument d'optique (Le. h * o) juste avant sonéchantillonnage par la matrice d'éléments de détection. 10 Compte tenu de l'hypothèse (9), il est équivalent d'appliquer le filtre numérique g`s' (supposé d'extension [ ûP, Pi x HP, P] ) au signal sur-échantillonné mis' (cf (10)). On supposera que le filtre g est normalisé de telle sorte que la somme de ces éléments soit égale à 1 : g ne modifie pas la moyenne. L'application du filtre est montrée schématiquement 15 dans la figure 9. On a alors : pôs'(lx,ly) = g`s' * mo5>(lx,ly) P g"' (mx,my ) rn,6 (lx ù mx,ly ù my) mx =ùP ?ny=ùP P P lx mx l my mx=ùP my=ùP S S s s Et donc, au niveau de la matrice d'éléments de détection, po (kx, ky) = pô (skx, sky ) P P g mx my ~nx=ùP gray=ùP S s 20 (20) (21) (22) 5 et Pour la suite, nous avons besoin de définir l'ensemble I+ _ {ci+ cN+ } (resp. I- = { ci , cN_ }) des couples d'indices (mx, my) pour lesquelles gs est positif (resp. négatif). On a alors, en tenant compte de valeurs du filtre nulle (ou quasi-nulle) : N+ + Nù + (lx,ly) ù Pus' (lx,ly) s)+(lx,ly) = N + )Ih* o lx ch (1) lx c- (2) Po ry~lg (ck ~s s s s k=1 N- = apis'+(skx,sky) où : (25) (26) (27) ab (kx ky) _ JKfUdet2 +amO (kx,ky) (28) De même, on peut réaliser N acquisitions de durée et de décalage ((ôxi , ôyi ) , • • • , (8xN- , 6yN-)) pour obtenir la somme m-. De manière numérique, on soustrait les deux images m+ et m- , on obtient alors une image p vérifiant : p (kx, ky) = m+ kx, ky) ù m- (kx, ky) (29) = po (kx,ky) + b(kx,ky) Le bruit b est toujours un bruit blanc, gaussien d'écart type o-b (kx, ky) au point (kx,ky ) : Qb (kx,ky ) _ j2Udet2 + a (mo7 (kx,ky ) + mo (kx,ky)) (30) L'écart type 7,7 du bruit b sur l'ensemble de l'image est alors égal à : D 6 = J20-det2 -i- a-r ll gs 114 Lino, 20 Le RSB9 résultant de l'application du filtre g vérifie donc : 15 RSB,, = yaLmoy j20-det2 -F yall g (31) (32) 25 T = allg`~'IL (33) 5 10 20 25 Par conséquent, si l'on néglige le doublement de la variance du bruit de détection, pour un même temps d'intégration, l'application du noyau g par convolution opto-mécanique, dégrade la RSB d'un facteur égal à la norme LI de filtre g. 1 ryTLmoy 1 RSB9 = Il (9) IILI RSB ,12Udet2 + -yTLmoy IIg`y' "L1 Le facteur a joue un rôle important car il permet de contrôler le temps d'intégration globale T mais aussi le rapport signal sur bruit après convolution RSB9 ou encore le temps d'intégration maximale T,nQ~ sur une des sous-poses : Tn~ = amax(Ig`s'I) (35) Cette valeur de Tä ax est important à mettre en parallèle avec les temps maximaux de saturation des détecteurs ou de stabilité maximale de ligne de visée. Grâce aux N'' et N acquisitions décalées suivant des multiples de sème de pixel et la soustraction des deux images intégrées résultantes m} et m , il est donc possible d'appliquer un filtre de convolution avant l'échantillonnage par la matrice d'éléments de détection, tout en conservant un bruit de mesure blanc, et non pas coloré par l'application du filtre. Cette possibilité permet donc, toujours, d'appliquer par un système opto-mécanique un filtre permettant à la fois une atténuation du repliement de spectre et une éventuelle déconvolution. Exemple de filtre applicable par convolution opto-mécanique (s = 2) On suppose ici que s est égal à 2 (i.e. fc E [i) (34) Le filtre g(2) choisi comme exemple est un filtre 7x7 résultant de la convolution d'un filtre anti-repliement de bande-passante { ù 2 , 2 avec un filtre de rehaussement de contraste de type m û ÀVm : * 0 0 0 0 0-0 0 0 0 0 0 0 1. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 -4 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 ûA g(2) = 1 16 ~m-~Om 0 0 ûa -2A ûa 0 0 (36) 0 0 -2a -4A -2a 0 0 û a -2A 1+2A 2+6A 1+2A -2A ûA -2a -4a 2+6a 4+16À 2+6A -4A -2A û A -2a 1+2A 2+6A 1+2A -2a ûA 0 0 -2A -4A -2A 0 0 0 0 ûA -2A ûA 0 0 Les paramètres utiles de g2 sont alors : N+ 9 N- 24 N= N++ N 33 Il g ' IL 1+6X max (I g ) I) 1/4+X 10 Les différentes simulations sont faites à partir d'un instrument monopupille de 16 m de diamètre (avec obturation centrale de 5,7 m) placé en orbite géostationnaire. Le pas d'échantillonnage au sol est de 1,2 m. 1 16 Les paramètres utiles des simulations sont les suivants : Lmoy 60 W/m2/sr/ m ryLmoy 2,64e6 e-/s O det 63 e- La figure suivante présente une coupe de la FTM de l'instrument d'optique (incluant la 5 dégradation de la FTM due aux détecteurs). On présente les résultats de l'application du filtre g( (À) pour différentes valeurs de A dans les figures 10 à 15. Le paramètre a est tel qu'aucune des sous-poses ne dépasse le temps d'intégration T = 4,2 ms. La figure 10 montre la FTM 80 de l'instrument d'optique, dans la direction x. La figure 11 est l'image brute en sortie de l'instrument (T=4,2 ms, RSB=90), pour laquelle le PSNR (le rapport signal-parasites maximum) =25,9 dB. 15 La figure 12 montre la FTM 80 de l'instrument optique, dans la direction x, et la FTM 80 multipliée par la fonction de transfert de g(2) ( a=0,5) 82. La figure 13 est l'image brute convoluée par g(2)(À=0,5) (T = 22,2 ms, T,nar = 4,2 ms, RSB9 = 57), pour laquelle le PSNR = 29,4 dB. 20 La figure 14 montre la FTM 80 de l'instrument d'optique, dans la direction x, et la FTM multipliée par la fonction de transfert de g(2'(À =0,92) 84. La figure 15 est l'image brute convoluée par g( (À=1) (T = 23, 2 ms, Tätai = 4,2 ms, RSB9 = 35,8), pour laquelle le PSNR = 34,0 dB. 25 On peut voir sur les figures 10 à 15 que la qualité des images est améliorée, et que le rapport signal-parasites maximum est augmenté, par l'application du filtre opto-mécanique avant échantillonnage. 10 L'invention ne se limite pas aux dispositifs et procédés décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.5 REVENDICATIONS 1. Dispositif imageur comprenant : des moyens de détection comportant une matrice d'éléments de détection (30) pour générer des signaux de détection représentatifs d'un rayonnement reçu, des moyens (36, 38, 40, 42, 44, 46) pour diriger un faisceau de rayons en direction des moyens de détection, des moyens de stockage (32) comportant plusieurs éléments de stockage pour accumuler pendant un temps d'intégration les signaux de détection obtenus par la matrice d'éléments de détection (30), chaque élément de stockage lié à un des éléments de détection, et des moyens de traitement (34) configurés pour échantillonner lesdits signaux de détection accumulés pendant le temps d'intégration, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte des moyens de filtrage (34, 44, 50) pour appliquer un filtre audits signaux de détection avant l'échantillonnage desdits signaux de détection accumulés. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de filtrage 15 comportent des moyens de déplacement pour déplacer lesdits moyens de détection par rapport audit faisceau ou pour déplacer ledit faisceau par rapport à lesdits moyens de détection. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement sont configurés de manière à mettre en place la matrice d'éléments de détection 20 et le faisceau dans une série de positions de détection relatives pendant le temps d'intégration. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacune des positions de détection est maintenue pendant un des intervalles de détection. 25 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisé en ce qu'au moins un des intervalles de détection est différent d' au moins un des autres intervalles de détection. 6. Dispositif selon la revendication l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé 30 en ce que les éléments de détection sont séparés par un écart de séparation, les positions de détection voisines étant séparées par des écarts de position et lesdits écarts de position étant égaux ou inférieurs à l'écart de séparation. 28 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'écart de position est un sous-multiple de l'écart de séparation. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit sous-multiple est la moitié dudit écart de séparation entre les éléments de détection. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que les positions de détection et les intervalles de détection sont sélectionnés afin que le filtre corresponde à un filtre de déconvolution. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la série de positions de détection et les intervalles de détection sont sélectionnés afin que le filtre corresponde à un filtre anti-répliement. 15 11 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la série de positions de détection et les intervalles de détection sont sélectionnés afin que le filtre corresponde à un filtre numérique quelconque. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le 20 filtre comporte un ensemble de coefficients négatifs et un ensemble de coefficients positifs, et un premier ensemble des intervalles de détection représente l'ensemble des coefficients négatifs, et un deuxième ensemble des intervalles de détection représente l'ensemble des coefficients positifs. 25 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de traitement sont configurés de manière à générer un premier signal d'image selon les signaux de détection accumulés pendant le premier ensemble des intervalles de détection, et les moyens de traitement sont configurés de manière à générer un deuxième signal d'image selon les signaux de détection accumulés pendant le deuxième ensemble des intervalles de détection. 30 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de traitement sont configurés de manière à soustraire le premier signal d'image et le deuxième signal d'image pour obtenir un signal d'image composé.10 15. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de filtrage comportent une matrice de commutation qui est adaptée à changer les liaisons entre les éléments de détection et les éléments de stockage de telle façon que chacun des signaux de détection accumulés comprend les signaux de détection d'un élément de détection respectif et les signaux de détection d'au moins un autre élément de détection. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que la matrice de commutation est opérable de telle façon que chacun des éléments de stockage est lié à chaque élément de détection d'un ensemble respectif des éléments de détection pendant le temps d'intégration. 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que, pour chacun des éléments de stockage, la matrice de commutation est configurée pour lier ledit élément de stockage à chaque élément de détection dudit ensemble respectif des éléments de détection pendant un intervalle de détection respectif. 18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce qu'au moins un des intervalles de détection est différent d' au moins un des autres intervalles de détection. 20 19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que les ensembles des éléments de détection et les intervalles de détection sont sélectionnés afin que le filtre comporte un filtre de déconvolution. 20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que le 25 filtre comporte un ensemble de coefficients négatifs et un ensemble de coefficients positifs, et un premier ensemble des intervalles de détection représente l'ensemble des coefficients négatifs, et un deuxième ensemble des intervalles de détection représente l'ensemble des coefficients positifs. 30 21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que les moyens de traitement sont configurés de manière à générer un premier signal d'image selon les signaux de détection accumulés pendant le premier ensemble des intervalles de détection, et les moyens de traitement sont configurés de manière à générer un deuxième signal d'image selon les signaux de détection accumulés pendant le deuxième ensemble des intervalles de détection. 15 22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que les moyens de traitement sont configurés de manière à soustraire le premier signal d'image et le deuxième signal d'image pour obtenir un signal d'image composé. 23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le rayonnement est la lumière visible. 24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui est destiné à 10 être une partie d'un satellite et qui est pour l'observation de la Terre. 25. Procédé d'acquisition et de traitement d'une image dans lequel: on fournit des moyens de détection comportant une matrice d'éléments de détection (30) ; 15 on fournit des moyens (36, 38, 40, 42, 44, 46) pour diriger un faisceau de rayons en direction des moyens de détection ; on fournit plusieurs éléments de stockage, chaque élément de stockage lié à un des éléments de détection ; on génère des signaux de détection utilisant la matrice d'éléments de détection, qui 20 sont représentatifs d'un rayonnement reçu ; on accumule par les éléments de stockage des signaux de détection qui sont obtenus dans un temps d'intégration ; et on échantillonne desdits signaux de détection accumulés, caractérisé en ce qu'il comporte en outre la déplacement lesdits moyens de détection 25 par rapport audit faisceau ou ledit faisceau par rapport auxdits moyens de détection pendant le temps d'intégration, ou en ce qu'il comporte la changement des liaisons entre les éléments de détection (30) et les éléments de stockage pendant le temps d'intégration.5