Brevet FR3124013A1 — publié le 20221216

Procédé et dispositif pour corriger une non-uniformité de pixels dans un dispositif d'imagerie infra-rouge La présente description concerne un procédé de génération d'une table de gain corrigée d'un dispositif d'imagerie infra-rouge, le procédé comprenant : - la capture, en utilisant le dispositif d'imagerie infra-rouge, d'une première image d'une scène uniforme (TCN3) en utilisant un premier temps d'intégration ( ) ; - la capture, en utilisant le dispositif d'imagerie infra-rouge, d'une deuxième image de la scène uniforme (TCN3) en utilisant un deuxième temps d'intégration ( ) différent du premier temps d'intégration ; - le calcul, par un dispositif de traitement du dispositif d'imagerie infra-rouge, de différences de pixel entre les première et deuxième images, chaque différence de pixel indiquant une différence dans la valeur de pixel de la deuxième image par rapport à une valeur de pixel correspondant de la première image ; et - la génération de la table de gain sur la base des différences de pixel. Figure pour l'abrégé : Fig. 7 Procédé et dispositif pour corriger une non-uniformité de pixels dans un dispositif d'imagerie infra-rouge La présente description concerne de façon générale le domaine de l'imagerie infra-rouge et, en particulier, un procédé et un dispositif destinés à corriger une non-uniformité de pixels dans un dispositif d'imagerie infra-rouge. Différentes technologies de dispositifs d'imagerie infra-rouge (IR) existent, qui appartiennent généralement à deux classes distinctes : des détecteurs hybrides, tels que des dispositifs IR à quantum refroidis, et des détecteurs monolithiques, qui sont généralement des dispositifs non refroidis, tels que des microbolomètres. Les signaux capturés par chaque pixel d'un dispositif d'imagerie infra-rouge peuvent avoir une non-uniformité à cause de variations de procédé pendant la fabrication du dispositif. Une telle non-uniformité de pixels peut habituellement être corrigée en utilisant une technique de correction de non-uniformité (NUC) du deuxième ordre. Cela implique de définir une correction à appliquer à chaque pixel dans les deux dimensions du réseau de pixels. De telles techniques reposent généralement sur une table de gain indiquant une correction de gain à appliquer au signal capturé par chaque pixel du réseau, et sur une table de compensation indiquant une correction de compensation à appliquer au signal capturé par chaque pixel du réseau. Ces tables sont habituellement générées en usine directement après la fabrication de la caméra. Cet étalonnage implique la capture d'images de plusieurs scènes uniformes de corps noir, ayant chacune une température contrôlée différente. Toutefois, dans certains cas, le niveau de non-uniformité de pixels peut varier pour au moins certains groupes de pixels pendant la durée de vie d'une caméra infra-rouge. Cela peut conduire à une détérioration de la qualité d'image sur le temps. Il y a, toutefois, une difficulté technique à corriger de telles variations de la non-uniformité de pixels sans revenir à un réétalonnage complet de type usine. Un objet des modes de réalisation de la présente description est de satisfaire au moins en partie les besoins de l'état de la technique antérieure. Selon un aspect, il est prévu un procédé de génération d'une table de gain corrigée d'un dispositif d'imagerie infra-rouge, le procédé comprenant : - la capture, en utilisant le dispositif d'imagerie infra-rouge, d'une première image d'une scène uniforme en utilisant un premier temps d'intégration ; - la capture, en utilisant le dispositif d'imagerie infra-rouge, d'une deuxième image de la scène uniforme en utilisant un deuxième temps d'intégration différent du premier temps d'intégration ; - le calcul, par un dispositif de traitement du dispositif d'imagerie infra-rouge, de différences de pixel entre les première et deuxième images, chaque différence de pixel indiquant une différence dans la valeur de pixel de la deuxième image par rapport à une valeur de pixel correspondant de la première image ; et - la génération de la table de gain corrigée sur la base des différences de pixel. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre la génération d'une première moyenne de valeurs de pixel de la première image et d'une deuxième moyenne de valeurs de pixel de la deuxième image, dans lequel la table de gain corrigée est en outre générée sur la base d'une différence entre les première et deuxième moyennes. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre la génération d'une table de gain intermédiaire sur la base des première et deuxième images, chaque valeur de la table de gain supplémentaire étant calculée sur la base de l'équation : [Math 1] où est la première image, est la première moyenne, est la deuxième image, et est la deuxième moyenne, la table de gain corrigée étant générée sur la base de la table de gain intermédiaire . Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre le calcul, par le dispositif de traitement, d'une table de correction sur la base de la table de gain intermédiaire et sur un table de gain initiale du dispositif d'imagerie infra-rouge, dans lequel les valeurs de la table de correction sont calculées sur la base de l'équation : , dans lequel la table de gain corrigée est calculée sur la base de la table de correction . Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre la détection, par le dispositif de traitement, sur la base des première et deuxième images, ou sur la base d'une image supplémentaire de la scène uniforme, d'un ou de plusieurs pixels du dispositif d'imagerie infrarouge ayant une non-uniformité, dans lequel seules les valeurs de la table de correction correspondant auxdits un ou plusieurs pixels sont utilisées pour calculer la table de gain corrigée. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre l'application d'un filtre spatial à la table de correction avant le calcul de la table de gain corrigée sur la base de la table de correction . Selon un mode de réalisation, la table de gain corrigée est calculée sur la base de l'équation suivante : , où est un facteur d'atténuation strictement supérieur à 0 et strictement inférieur à 1. Selon un mode de réalisation, les premier et deuxième temps d'intégration sont choisis aléatoirement, le procédé comprenant en outre la détermination d'un facteur commun appliqué à chaque valeur de la table de correction en utilisant une recherche itérative sur la base de niveaux de dispersion d'image résultant d'une pluralité de valeurs différentes du facteur commun. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre, avant la capture de la première image : - la capture d'une troisième image de la scène uniforme en utilisant un temps d'intégration supplémentaire ; et - le calcul des premier et deuxième temps d'intégration sur la base de la troisième image. Selon un mode de réalisation, les premier et deuxième temps d'intégration sont calculés sur la base des équations suivantes : , , où est un temps d'intégration de référence, est une valeur de pixel moyenne de la troisième image, et sont des valeurs de pixel moyennes associées respectivement à des première et deuxième températures uniformes, et est une valeur de pixel moyenne de référence du dispositif d'imagerie infra-rouge. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre la génération d'une table de compensation corrigée sur la base de la table de gain corrigée, chaque pixel de la table corrigée étant calculé sur la base de l'équation suivante : , où est une troisième image, ou la troisième image, capturée devant la scène uniforme TCN3 en utilisant un temps d'intégration supplémentaire , et est un niveau moyen des valeurs de pixel de la troisième image. Selon un autre aspect, il est prévu un procédé de correction d'image dans un dispositif d'imagerie infra-rouge, le procédé comprenant : - la génération d'une table de gain corrigée du dispositif d'imagerie infra-rouge conformément au procédé ci-dessus ; - la capture d'une première nouvelle image ; et - la correction de la première nouvelle image en utilisant la table de gain corrigée. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre : - la capture d'une deuxième nouvelle image ; - la détection, par le dispositif de traitement, qu'un contraste dans la deuxième nouvelle image est inférieur à un seuil ; et - la correction de la deuxième nouvelle image en utilisant des tables de compensation et de gain initiales. Selon un autre aspect, il est prévu un dispositif d'imagerie infra-rouge configuré pour : - capturer une première image d'une scène uniforme en utilisant un premier temps d'intégration ; - capturer une deuxième image de la scène uniforme en utilisant un deuxième temps d'intégration différent du premier temps d'intégration ; le dispositif d'imagerie infra-rouge comprenant un dispositif de traitement configuré pour générer une table de gain corrigée en : - calculant des différences de pixel entre les première et deuxième images, chaque différence de pixel indiquant une différence dans la valeur de pixel de la deuxième image par rapport à une valeur de pixel correspondant de la première image ; et - générant la table de gain corrigée sur la base des différences de pixel. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la représente schématiquement un dispositif d'imagerie IR selon un exemple de mode de réalisation de la présente description ; la représente schématiquement un circuit de traitement d'image de la plus en détail selon un exemple de mode de réalisation ; la représente un exemple d'une image capturée avant étalonnage par un dispositif d'imagerie IR ayant une non-uniformité de pixels ; la représente un exemple d'une image capturée plusieurs semaines après un étalonnage du dispositif d'imagerie IR ayant une non-uniformité de pixels ; la est un organigramme représentant des étapes d'un procédé d'étalonnage initial d'un dispositif d'imagerie IR selon un exemple de mode de réalisation de la présente description ; la est un organigramme représentant une étape de correction de non-uniformité du deuxième ordre de la plus en détail selon un exemple de mode de réalisation de la présente description ; la est un organigramme représentant des étapes d'un procédé de réétalonnage du dispositif d'imagerie IR selon un exemple de mode de réalisation de la présente description ; la est un organigramme représentant une étape de génération/mise à jour d'une table de gain de la plus en détail selon un exemple de mode de réalisation de la présente description ; la est un organigramme représentant une étape de génération/mise à jour d'une table de gain de la plus en détail selon un autre exemple de mode de réalisation de la présente description ; et la est un organigramme représentant une étape de correction de non-uniformité du premier ordre de la plus en détail selon un exemple de mode de réalisation de la présente description. Procédé de génération d'une table de gain corrigée ( ) d'un dispositif d'imagerie infra-rouge, le procédé comprenant : - la capture, en utilisant le dispositif d'imagerie infra-rouge, d'une première image d'une scène uniforme (TCN3) en utilisant un premier temps d'intégration ( ) ; - la capture, en utilisant le dispositif d'imagerie infra-rouge, d'une deuxième image de la scène uniforme (TCN3) en utilisant un deuxième temps d'intégration ( ) différent du premier temps d'intégration ; - le calcul, par un dispositif de traitement (112) du dispositif d'imagerie infra-rouge, de différences de pixel entre les première et deuxième images, chaque différence de pixel indiquant une différence dans la valeur de pixel de la deuxième image par rapport à une valeur de pixel correspondant de la première image ; et - la génération de la table de gain corrigée ( ) sur la base des différences de pixel. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre la génération d'une première moyenne ( ) de valeurs de pixel de la première image et d'une deuxième moyenne ( ) de valeurs de pixel de la deuxième image, dans lequel la table de gain corrigée ( ) est en outre générée sur la base d'une différence entre les première et deuxième moyennes. Procédé selon la revendication 2, comprenant en outre la génération d'une table de gain intermédiaire sur la base des première et deuxième images, chaque valeur (x,y) de la table de gain supplémentaire étant calculée sur la base de l'équation : , où est la première image, est la première moyenne, est la deuxième image, et est la deuxième moyenne, la table de gain corrigée ( ) étant générée sur la base de la table de gain intermédiaire . Procédé selon la revendication 3, comprenant en outre le calcul, par le dispositif de traitement (112), d'une table de correction sur la base de la table de gain intermédiaire et d'une table de gain initiale du dispositif d'imagerie infra-rouge, dans lequel les valeurs de la table de correction sont calculées sur la base de l'équation : , dans lequel la table de gain corrigée ( ) est calculée sur la base de la table de correction . Procédé selon la revendication 4, comprenant en outre la détection par le dispositif de traitement (112) sur la base des première et deuxième images, ou sur la base d'une image supplémentaire de la scène uniforme (TCN3), d'un ou de plusieurs pixels du dispositif d'imagerie infrarouge ayant une non-uniformité, dans lequel seules les valeurs de la table de correction correspondant auxdits un ou plusieurs pixels sont utilisés pour calculer la table de gain corrigée. Procédé selon la revendication 4 ou 5, comprenant en outre l'application d'un filtre spatial à la table de correction avant de calculer la table de gain corrigée ( ) sur la base de la table de correction . Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel la table de gain corrigée est calculée sur la base de l'équation suivante : , où est un facteur d'atténuation strictement supérieur à 0 et strictement inférieur à 1. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les premier et deuxième temps d'intégration ( , ) sont choisis aléatoirement, le procédé comprenant en outre la détermination d'un facteur commun ( ) appliqué à chaque valeur de la table de correction ( ) en utilisant une recherche itérative sur la base de niveaux de dispersion d'image résultant d'une pluralité de valeurs différentes du facteur commun ( ). Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant en outre, avant la capture de la première image : - la capture d'une troisième image de la scène uniforme (TCN3) en utilisant un temps d'intégration supplémentaire ( ) ; et - le calcul des premier et deuxième temps d'intégration ( , ) sur la base de la troisième image. Procédé selon la revendication 9, dans lequel les premier et deuxième temps d'intégration ( , ) sont calculés sur la base des équations suivantes : , , où est un temps d'intégration de référence, est une valeur de pixel moyenne de la troisième image, et sont des valeurs de pixel moyennes associées respectivement à des première et deuxième températures uniformes, et est une valeur de pixel moyenne de référence du dispositif d'imagerie infra-rouge. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant en outre la génération d'une table de compensation corrigée sur la base de la table de gain corrigée ( ), chaque pixel (x,y) de la table corrigée étant calculé sur la base de l'équation suivante : , où est une troisième image, ou la troisième image, capturé devant la scène uniforme TCN3 en utilisant un temps d'intégration supplémentaire , et est un niveau moyen des valeurs de pixel de la troisième image. Procédé de correction d'image dans un dispositif d'imagerie infra-rouge, le procédé comprenant : - la génération d'une table de gain corrigée ( ) du dispositif d'imagerie infra-rouge suivant le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 ; - la capture d'une première nouvelle image ; et - la correction de la première nouvelle image en utilisant la table de gain corrigée. Procédé selon la revendication 12, comprenant en outre : - la capture d'une deuxième nouvelle image ; - la détection, par le dispositif de traitement (112), qu'un contraste dans la deuxième image est inférieur à un seuil ; et - la correction de la deuxième nouvelle image en utilisant des tables de compensation et de gain initiales. Dispositif d'imagerie infra-rouge configuré pour : - capturer une première image d'une scène uniforme (TCN3) en utilisant un premier temps d'intégration ( ) ; - capturer une deuxième image de la scène uniforme (TCN3) en utilisant un deuxième temps d'intégration ( ) différent du premier temps d'intégration ; le dispositif d'imagerie infra-rouge comprenant un dispositif de traitement (112) configuré pour générer une table de gain corrigée ( ) en : - calculant des différences de pixel entre les première et deuxième images, chaque différence de pixel indiquant une différence dans la valeur de pixel de la deuxième image par rapport à une valeur de pixel correspondant de la première image ; et - générant la table de gain corrigée ( ) sur la base des différences de pixel.