Brevet FR3088512A1 — publié le 20200515

TITRE PROCEDE DE TRAITEMENT D'UNE IMAGE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un procédé de traitement d'une image brute collectée par un imageur pourvu d'une matrice de bolomètres. En particulier, le procédé de traitement selon la présente invention est destiné à corriger les non- uniformités dues aux dispersions des caractéristiques des bolomètres de l'imageur. La présente invention concerne également un programme d'ordinateur susceptible de mettre en oeuvre toutes les étapes du procédé selon la présente invention. L'invention concerne enfin un imageur comprenant des bolomètres et un calculateur mettant en oeuvre le programme d'ordinateur. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un détecteur infrarouge connu de l'état de la technique comprend en général des bolomètres organisés de manière matricielle selon n lignes et m colonnes. Lorsqu'ils sont exposés à une scène en vue d'une acquisition d'une image, ces bolomètres, sensibles à la température de la scène, voient leur résistance électrique varier. En d'autres termes, le courant circulant dans chacun des bolomètres est dépendant de la température de la scène, mais également de la température ambiante. En particulier, la mesure Sp(i,j) des bolomètres Bp,x ji,j) d'une matrice de bolomètres évolue selon la loi suivante : Sp (i,j) = Resp(Tantb)(T'ène - + So,Tamb Où: - Tan,b est la température ambiante, et plus particulièrement la température de l'imageur ; - T'ène est la température de la scène vue par le bolomètre, - Resp(Tamb) est la responsivité du bolomètre, cette dernière dépend de la température ambiante ; 2 - So/Tan,b est la valeur de sortie du bolomètre pour une température de scène égale à la température ambiante. Le terme Resp(Tamb) dépend des matériaux utilisés pour la conception du bolomètre ainsi que de l'architecture de ce dernier. La déduction de la température de scène impose de connaître la température ambiante -rami), de sorte que l'imageur est en général également pourvu d'un capteur de température. L'imageur peut être également pourvu de bolomètres additionnels, dits bolomètres aveugles, et non exposés à la scène. Le courant circulant dans ces derniers ne 10 dépend alors que de la température ambiante. Ainsi, selon une telle configuration, la détermination de la variation de résistance d'un bolomètre exposé est basée sur une mesure différentielle entre les courants circulant dans ledit bolomètre exposé et un bolomètre aveugle. En général, chaque colonne de la matrice de bolomètres est associée à 15 un bolomètre aveugle qui est mis en oeuvre pour chacun des bolomètres de ladite colonne lors de la mesure différentielle. Toutefois, d'autres configurations peuvent être envisagées, et notamment la mise en commun d'un unique bolomètre aveugle pour plusieurs colonnes de bolomètres. L'image brute (figure 1) d'une scène susceptible d'être obtenue avec un 20 tel dispositif n'est en général pas exploitable, et nécessite un traitement additionnel. En particulier, l'image illustrée à la figure 1 révèle le positionnement des bolomètres du détecteur, et plus particulièrement une non-uniformité (« effet de pixelisation »). Cet effet trouve son origine dans la dispersion importante des résistances électriques d'un bolomètre à l'autre. 25 L'image présente également un aspect colonnaire qui est dû à la dispersion des résistances électriques entre les bolomètres aveugles. Afin de pallier ces problèmes, différentes solutions ont pu être envisagées. Il a pu, notamment, être proposé de mettre en oeuvre un obturateur mécanique sur l'imageur. En particulier, l'obturateur mécanique est placé devant le 3 détecteur de manière à collecter une image de référence relative à la température ambiante, qui est par la suite soustraite à l'image de la scène. Cet agencement, relativement simple sur son principe, n'est toutefois pas satisfaisant. En effet, la mise en oeuvre d'un obturateur, et la motorisation qui lui est associée, posent à la fois des problèmes de coûts et d'encombrement. Par ailleurs, l'image de référence doit être rafraîchie dès lors que la température ambiante varie. De manière alternative, il a été proposé de caractériser la réponse en 10 température du détecteur, et notamment de chacun de ses bolomètres. Cette caractérisation comporte des mesures de référence à différentes températures avec l'ensemble des bolomètres de l'imageur obturés avec un obturateur. Les mesures de références permettent alors de déterminer l'évolution en température de chacun des bolomètres et ainsi construire des tables de calibration 15 conservées dans un espace mémoire du détecteur. Ainsi, en fonctionnement, le détecteur corrige l'image brute par soustraction, pour chaque bolomètre, des valeurs obtenues par interpolation à partir des tables de calibration. Cette solution, qui permet de réduire l'effet de non uniformité de 20 l'image d'un bolomètre à l'autre, n'est toutefois pas satisfaisante. En effet, la procédure d'acquisition des mesures de référence est longue, et génère un surcoût de fabrication du détecteur. Par ailleurs, l'espace mémoire dédié à la sauvegarde des tables de calibration, du fait du coût qui lui est associé, n'est pas souhaitable. 25 Enfin, une troisième méthode basée sur des algorithmes permettant de corriger la non-uniformité de l'image a été proposée dans les documents [1] et [2] cités à la fin de la description. Ces méthodes connues de l'état de la technique ne sont pas non plus satisfaisantes. 4 En effet, ces méthodes sont généralement fastidieuses à mettre en oeuvre, et leur robustesse est discutable. Par ailleurs, ces méthodes nécessitent la mise en oeuvre de moyens de calculs lourds qui pénalisent d'autant le coût des détecteurs dans lesquelles elles sont mises en oeuvre. Un but de la présente invention est de proposer un procédé de traitement d'image collectée par un imageur pourvu de bolomètres plus simples que les techniques connues de l'état de la technique, et ne nécessitant pas la mise en oeuvre de pièces mécaniques ainsi que la robotisation qui leur est associée. 10 Un autre but de l'invention est de proposer un procédé permettant de corriger l'effet colonnaire observé sur une image brute. EXPOSÉ DE L'INVENTION Les buts de la présente invention sont, au moins en partie, atteints par un procédé de traitement d'une image brute caractérisée par des mesures brutes Sp(i,j) 15 associées à des bolomètres actifs Bp' REVENDICATIONS1. Procédé de traitement d'une image brute caractérisée par des mesures brutes Sp(i,j) associées à des bolomètres actifs Bpix_(i,j) d'un imageur (1) agencés de manière matricielle selon n lignes (Li) et m colonnes (Cl l'imageur (1) est à une température ambiante Tamb, et comprend en outre des bolomètres aveugles Bb_(k), chaque bolomètre aveugle Pb_(k) étant mis en oeuvre pour la mesure différentielle des bolomètres actifs Bpp,_(i,j) d'au moins une colonne de bolomètres qui lui est propre, avantageusement chaque bolomètre aveugle Bb_(k) est associé à une seule colonne (Ci) de bolomètres actifs Bpadi,j), le procédé, exécuté par un calculateur (4) pourvu d'une mémoire, comprend les étapes suivantes : a) une étape de calcul des résistances électriques R-rdi,j) et R-rp(k), à la température Tamb, respectivement, des bolomètres actifs et aveugles à partir de leurs résistances électriques à une température de référence Tr, respectives, RTr(i,j) et RTr(k), mémorisées dans la mémoire ; b) une étape de détermination des températures effectivement mesurées Tsc(i,j) par chacun des bolomètres actifs Bpiaii,j) à partir des résistances électriques calculées à l'étape a) et des mesures brutes Sp(i,j). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape a) de calcul des résistances électriques RT,(i,j) et RT,(k), à la température Taps, est exécutée à partir d'une énergie d'activation Ea représentative du matériau formant chacun des bolomètres actifs Braa_(i,j) et aveugles Bb_(k). 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le calcul des résistances électriques à la température ambiante, et notées R-ramb(i,i) et RTamb(k), est exécuté selon l'une et l'autre des relations suivantes : qE', 1 1' \ RTamb(i, I) = RTI-(0) - ke r',,br» et q kif 1 1' RTamb(k) = RTr(k) -ke Tt-) 16 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la température effectivement mesurée Tsc(i,j) par un bolomètre actif Bp,xii,j) vérifie la relation suivante : Sp (i, j) = Resp(Tamb, j)(T'(i, j) - T with) + j) 5 Où: - Resp(T,,i,j) est la responsivité du bolomètre ; - Sojamb(i,j) est la valeur de sortie du bolomètre actif Bpixii,j) pour une température effectivement mesurée égale à la température ambiante. 10 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la valeur Soframb(i,1) associée à un bolomètre actif Bpbdi,j) d'une colonne (Ci) est fonction de la différence entre les courants 10,p:x(i,j) et lo,b(j) susceptibles de circuler, respectivement, dans ledit bolomètre actif Bpi. (i,j) et le bolomètre aveugle Bb_(k) auquel est associée la colonne (Cj) pour une température effectivement mesurée égale à la température ambiante. 15 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, l'étape a) est précédée d'une étape al) d'acquisition des mesures brutes Sp(i,j) au niveau d'amplificateurs à transimpédance capacitive (CTIA) agencés de sorte que l'ensemble des bolomètres actifs Bp,xii,j) de chaque colonne (Ci) ainsi que le bolomètre aveugle Bb_(k) 20 auquel est associée ladite colonne (ci) sont connectés à une entrée négative (E-) d'un des amplificateurs à transimpédance capacitive (CTIA), l'entrée positive (E-E) dudit amplificateur (CTIA) recevant une tension de référence (Vbps). 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel entre chacun des 25 bolomètres, actifs et aveugles, et l'amplificateur à transimpédance capacitive (CTIA) auquel ces derniers sont connectées, viennent s'interposer des dispositifs interrupteurs, notamment des transistors, commandés par le calculateur. 17 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel préalablement à la mise en oeuvre du procédé, une étape de mesure des résistances électriques RTr(i,j) et RTr(k) est exécutée. 5 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la détermination de la résistance électrique RTr(i,j) et RTr(k) d'un bolomètre actif Bbbdi,j) d'une colonne (Cj) ou du bolomètre aveugle Bb_(k) auquel est associée ladite colonne (Cj) comprend une mesure du courant susceptible de circuler dans le bolomètre concerné. 10 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la mesure du courant susceptible de circuler dans le bolomètre concerné comprend la fermeture de l'interrupteur s'interposant entre ledit bolomètre concerné et l'amplificateur à transimpédance capacitive (CTIA), les autres interrupteurs étant maintenus ouverts. 15 11. Programme d'ordinateur, qui lorsqu'il est mis en oeuvre par un calculateur, permet d'exécuter le procédé selon l'une des revendications 1 à 10. 12. Imageur pourvu - de bolomètres actifs Bbbdi,j) d'un imageur (1) agencés de manière 20 matricielle selon n lignes (14 et m colonnes (Ci); - de bolomètres aveugles Bbik), chaque bolomètre aveugle Pb_(k) étant mis en oeuvre pour la mesure différentielle des bolomètres actifs Bpix_(i,j) d'au moins une colonne de bolomètres qui lui est propre, avantageusement chaque bolomètre aveugle Bb_(k) est associé à une seule colonne (Ci) de bolomètres actifs Bpix_(i,j) 25 - un calculateur doté du programme d'ordinateur selon la revendication 11. 13. Mise en oeuvre de l'imageur selon la revendication 12 pour la détection, notamment la détection de personnes, dans une pièce.