INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
A la fin de l'étape 202, à une étape suivante 204 (bloc "V+ > V-" en ) le signe de la tension de résidu, c'est à dire de la différence entre les tensions V+ et V- est déterminé. La détermination du signe de cette tension de résidu est par exemple mise en oeuvre en comparant la tension V+ avec la tension V-, ou en utilisant la valeur du bit de poids fort ayant le poids le plus faible, c'est-à-dire le bit de poids fort déterminé lors de la dernière des approximations successives de l'étape 202.
L'étape 204 est suivie par une conversion temps-numérique correspondant à une étape 206 (bloc "TDC 1 UP" en ) ou à une étape 208 (bloc "TDC 1 DW") selon le signe de la différence de tension V+ - V-. Lors de chacune des étapes 206 et 208, le convertisseur 124 applique la première rampe de décalage en tension sur la sortie 118 du convertisseur 114 et le convertisseur 126 applique la deuxième rampe de décalage en tension sur la sortie 120 du convertisseur 116.
Plus particulièrement, si la tension V+ est supérieure à la tension V- (sortie Y du bloc 204), l'étape 208 est mise en œuvre. A l'étape 208, la première rampe est décroissante et la deuxième rampe est croissante. A l'inverse, si la tension V+ est inférieure à la tension V- (sortie N du bloc 204), l'étape 206 est mise en œuvre. A l'étape 206, la première rampe est croissante et la deuxième rampe est décroissante.
A la fin de la conversion temps-numérique, c'est-à-dire lors de la détection que les tensions V+ et V- se croisent, ou, dit autrement, lors de la détection que le signe de la différence de tension V+ - V- change, le procédé (étape 206 ou 208) se poursuit à une étape 210 (bloc "RESULT" en ).
A l'étape 210, le mot numérique de sortie OUT correspondant au résultat de la conversion analogique-numérique de la tension Vdiff est calculé par le convertisseur à partir des bits de poids fort déterminés à l'étape 202 et à partir des bits de poids faible déterminés à l'étape 206 ou 208. Le calcul du mot OUT est, par exemple, mis en œuvre par le circuit 112, et est à la portée de la personne du métier. Le mot OUT est ensuite fourni en sortie du convertisseur 1.
Bien que cela ne soit pas illustré en , dans une variante de réalisation, une étape consistant à appliquer les premier et deuxième décalages de redondance peut être prévue, par exemple entre l'étape 204 et chacune des étapes 206 et 208. Le calcul du mot OUT à l'étape 210 est alors adapté en conséquence pour tenir compte de cette redondance. Le calcul du mot OUT en tenant compte de la redondance est à la portée de la personne du métier.
La illustre par des courbes un exemple de mise en œuvre du procédé de la . Plus particulièrement, la illustre l'évolution des tensions V+ et V- pendant les approximations successives et pendant la conversion temps-numérique.
A un instant t0, les tensions V+ et V- correspondent aux tensions Vin+ et Vin- au moment de l'échantillonnage. L'instant t0 correspond, par exemple, au début de l'étape 200.
A un instant t1 suivant, du fait que, dans cet exemple, la tension V+ est supérieure à la tension V-, le convertisseur 114 applique un décalage de tension négatif sur la tension V+ qui correspond au bit de poids ayant le plus grand poids, et, de manière symétrique, le convertisseur 116 applique un décalage de tension positif sur la tension V- correspondant au bit de poids fort ayant le poids le plus fort. Les décalages appliqués sur les tensions V+ et V- ont, en valeur absolue, la même amplitude.
Après l'instant t1, la tension V+ est, dans cet exemple, devenue inférieure à la tension V-. A un instant t2 suivant, du fait que, dans cet exemple, la tension V+ est inférieure à la tension V-, le convertisseur 114 applique un décalage de tension positif sur la tension V+ qui correspond au bit de poids ayant le deuxième plus grand poids, et, de manière symétrique, le convertisseur 116 applique un décalage de tension négatif sur la tension V- correspondant au bit de poids fort ayant le deuxième poids le plus fort. Les décalages appliqués sur les tensions V+ et V- ont, en valeur absolue, la même amplitude.
Après l'instant t2, la tension V+ est, dans cet exemple, devenue supérieure à la tension V-. A un instant t3 suivant, du fait que, dans cet exemple, la tension V+ est supérieure à la tension V-, le convertisseur 114 applique un décalage de tension négatif sur la tension V+ qui correspond au bit de poids ayant, dans cet exemple, le poids le plus faible, et, de manière symétrique, le convertisseur 116 applique un décalage de tension positif sur la tension V- correspondant au bit de poids fort ayant, dans cet exemple, le poids le plus faible. Les décalages appliqués sur les tensions V+ et V- ont, en valeur absolue, la même amplitude.
Après l'instant t3, la tension V+ est, dans cet exemple, toujours supérieure à la tension V-.
Le signe de la différence de tension V+ - V- entre les instants t0 et t1, t1 et t2, t2 et t3 et t3 et t4 permet déterminer la valeur des bits de poids forts.
A un instant t4 suivant, dans cet exemple, les premier et deuxième décalages de redondance sont appliqués aux tension respectives V+ et V- par les convertisseurs respectifs 124 et 126, étant entendu que, dans d'autres exemple, ces décalages peuvent être omis. Dans cet exemple où, à l'instant t4, la tension V+ est supérieure à la tension V-, le premier décalage en tension appliqué sur la tension V+ est positif et le deuxième décalage en tension appliqué sur la tension V- est négatif.
Optionnellement, chaque vignette 5 est centrée sur au moins un pixel 1 des pixels de ladite vignette 5. Dans l’exemple de la , les vignettes 5 sont centrées sur un pixel 1, ce qui permet d’obtenir des régions bidimensionnelles R centrées sur un pixel 1. Une telle configuration permet de définir un point de repère à chaque vignette 5 de chaque image I i . Bien entendu, les régions bidimensionnelles R peuvent se superposer. Cela est dû au fait que les pixels peuvent appartenir à plusieurs régions bidimensionnelles R. De préférence, les vignettes sont centrées sur un pixel présentant une mise au point optimale comparée à une mise au point d’un pixel adjacent audit pixel. Une telle caractéristique permet d’améliorer les performances de l’estimation de la carte de profondeur. Par mise au point optimale d’un pixel, on entend un pixel présentant un faible niveau de bruit (par exemple présentant pas ou peu de flou).
A titre d’exemple, chaque vignette 5 est dans la suite repérée à partir de la région bidimensionnelle R auquel elle est associée et aux coordonnées du pixel 1 sur laquelle elle est centrée. Ainsi, suivant ce principe, chaque vignette 5 est illustrée par les informations suivantes R i , n , m , avec i l’indice de l’image associée à la vignette 5 et m et n correspondant aux coordonnées du pixel 1 sur lequel la vignette 5 associée à la région R i est centré. De ce fait, la vignette 5 en haut à gauche de l’image I 1 illustrée en sera représentée par les données R 1 , 2 , 2 .
Dans l’exemple illustré en , chaque vignette 5 présente une première dimension secondaire, notée t1, et une deuxième dimension secondaire, notée t2. Les vignettes 5 sont de préférence toutes de taille similaire, facilitant l’implémentation du procédé 100.
Dans un mode de réalisation du procédé 100, chaque vignette 5 présente une forme rectangulaire définie par la formule suivante : avec i correspondant à un indice d’une image, notée I, associé à une profondeur, m et n correspondant aux cordonnées du pixel 1 dans l’image I i sur lequel est centré la vignette 5 dans la fenêtre 2, u et v correspondant aux cordonnées du pixel dans la région bidimensionnelle R associée à la vignette 5 dans laquelle le pixel est centré, s1 correspondant à une première dimension principale de la fenêtre 2 associée à l’image I d’indice i et s2 correspondant à une deuxième dimension principale de la fenêtre associée à l’image I d’indice i.
Sélectionner des vignettes 5 présentant une taille déterminée par la formule ci-dessus permet d’adapter la précision de la carte de profondeur C. En effet, choisir une taille de vignette 5 trop petite par rapport à la scène de l’hologramme numérique H provoquerait un sur-échantillonnage des vignettes 5 des images I i et ce qui pourrait allonger le temps d’implémentation du procédé 100 et induire des erreurs dans l’estimation de la carte de profondeur C. A l’inverse, prendre des vignettes 5 de taille trop importante pourrait induire un sous-échantillonnage des vignettes 5 images I i . La carte de profondeur C obtenue par le procédé 100 pourrait être moins précise.
De manière avantageuse, la taille des vignettes 5 est adaptée à la taille de l’image I 1 . Notamment, la première dimension secondaire t1 dépend de de la première dimension principale s1 par un facteur de réduction et la deuxième dimension secondaire t2 dépend de la deuxième dimension principale s2 par un facteur de réduction. Une telle configuration permet d’améliorer la vitesse d’implémentation du procédé 100 mis en œuvre par l’unité de calcul 10.
De préférence, le facteur de réduction associé à la première dimension secondaire t1 est similaire au facteur de réduction associé à la deuxième dimension secondaire t2. Cela permet d’améliorer encore plus la facilité de mise en œuvre et le temps d’implémentation du procédé.
De manière avantageuse, le facteur de réduction associé à la première dimension secondaire t1 est choisi entre 61 et 32 et le facteur de réduction associé à la première dimension secondaire t2 est choisi entre 61 et 32. Une telle configuration permet d’adapter la taille des vignettes 5 aux objets de la scène, ce qui améliore la précision de l’estimation de la carte de profondeur C.
Selon un mode de réalisation, la première dimension principale s1 et la deuxième dimension principale s2 des images I i formées par le module de reconstruction 11 sont égales. Ainsi, cela permet d’obtenir des vignettes 5 et régions bidimensionnelles R de forme carrée. Une telle configuration améliore la facilité d’implémentation du procédé 100 tout en permettant d’obtenir de bon résultat sur l’estimation de la carte de profondeur.
Dans un mode de réalisation, la première et deuxième dimensions secondaires t1, t2 sont similaires. A titre d’exemple, les vignettes 5 peuvent ainsi présenter une taille définie en nombre de pixels, par exemple de 5 pixels x 5 pixels (i.e. 5 x 5 pixels), ou 9 pixels x 9 pixels, ou 13 pixels x 13 pixels, ou 17 pixels x 17 pixels, ou 21 pixels x 21 pixels ou 33 pixels x 33 pixels avec des pixels de taille entre 1 µm à 15 µm, de préférence égaux à 6 µm.
Suivant ce mode de réalisation, une taille de vignette 5 de 13 x 13 pixels permet d’obtenir une meilleure estimation de la profondeur des pixels positionnés sur les contours de zones ou objets de la scène ou sur les coins et bords l’hologramme numérique H alors que l’estimation de profondeur sur les zones présentant des faibles variations de profondeur et/ou ayant peu de texture seront moins performants.
Pour des vignettes 5 de taille supérieure à 13 x 13 pixels (avec des pixels de 6 µm), plus d’informations de profondeur sont comprises dans ces vignettes 5 (i.e. car ces vignettes 5 sont constituées de plus de pixels 1), ce qui permet d’améliorer l’estimation de la carte de profondeur. Toutefois, pour des vignettes de taille 33 x 33 pixels ou de taille supérieur à 33 x 33 pixels avec des pixels de 6 µm, trop d’informations de profondeurs peuvent être compris dans les vignettes 5. Ainsi, il y a une forte probabilité d'observer des pixels ayant des profondeurs différentes et de grande variabilité (i.e. variation de profondeur importante) à l'intérieur d’une même vignette 5. Le choix d'une seule valeur de profondeur Dp par vignette 5 à l’étape de détermination E8 pourrait dans ce mode de réalisation influencer l’étape de détermination E10 de la profondeur d’un pixel et donc induire de mauvaises performances dans l’estimation de la carte de profondeur (voir ci-dessous).
Ainsi, la taille des vignettes 5 influence l’estimation de la carte de profondeur C. Cette dernière est donc choisie en fonction de la scène de l’hologramme numérique H.
Dans l’exemple énoncé ci-dessus, les pixels 1 des images et de l’hologramme numérique H sont de préférence de 6 µm. Toutefois, des résultats identiques peuvent être obtenus pour des pixels de 1 à 15 µm. A titre d’exemple, la taille des vignettes 5 données précédemment peut être augmentée par un facteur entre 2 et 5 pour des pixels 1 inférieurs à 6 µm et diminuée par un facteur entre 2 et 5 pour des pixels 1 supérieurs à 6 µm.
Le procédé illustré en comprend ensuite une étape d’application E6 de l’opérateur OPT à chacune des vignettes R de chaque image I i associée à une profondeur z i pour fournir une métrique par vignette 5 et par profondeur z i . L’étape d’application E6 est mis en œuvre par le module d’application 13.
Dans la suite, l’application de l’opérateur OPT sur l’ensemble des vignettes 5 est représentée par OPT(R i , n , m ).
L’indicateur normalisé KPI i ’ représente le terme associé au premier indicateur et lié à l’usure et au colmatage des membranes du premier ensemble de membranes ENS 1 . L’indicateur de fonctionnement normalisé KPI i ’ est supposé indépendant des conditions d’opérations et des conditions environnementales.
Selon un second exemple, la troisième série temporelle SERIE 3 peut correspondre à une série temporelle issue de la soustraction des deux séries SERIE 2 et SERIE 2A à laquelle a été ajoutée une composante KPI 10 dans des conditions environnementales moyennes ou standard. Cette dernière composante prend également la forme d’une série temporelle.
Cette solution permet de réintroduire des conditions environnementales standard pour obtenir des valeurs d’indicateurs de fonctionnement normalisés dans des ordres de grandeur habituels formant des comparables entre eux. Dans ce cas, il est possible d’ajouter les valeurs de l’indicateur prises selon des conditions standard de référence des paramètres physiques, tels qu’une température standard d’opération T 0 et un débit moyen standard d’opération Qn 0 .
On a alors pour chaque indicateur de fonctionnement, l’égalité :
KPI i0 ’ = KPI i - KPI iA + KPI iA0
La représente le premier indicateur normalisé KPI 10 ’ sous la forme d’une telle 3eme série temporelle SERIE 3 obtenue selon le 2eme exemple, c’est-à-dire obtenu par la soustraction des valeurs du paramètre corrigées KPI 1A issues de la série SERIE 2A aux des valeurs KPI 1 de la seconde série temporelle SERIE 2 et en additionnant les valeurs KPI 1A0 du premier indicateur correspondant à un état des membranes neuves et/ou propres et/ou nettoyées calculées avec des conditions environnementales standard, c’est-à-dire avec une température standard d’opération T 0 et un débit moyen standard d’opération Qn 0 .
On comprend à la lecture de la que l’indicateur normalisé KPI 10 ’ permet d’apprécier l’évolution de l’ensemble de membranes indépendamment des variations des conditions environnementales. Un intérêt est donc de visualiser les évolutions de l’état des membranes notamment de leur vieillissement et de leur encrassement indépendamment des variations des conditions environnementales.
En particulier, un avantage de la génération d’un indicateur normalisé est de restituer un indicateur de suivi indépendant de variables telles que la température de l'eau Ti, du débit d’alimentation Qf, de la pression d’entrée Pf et de la conductivité d’entrée Cf. Un tel indicateur présente l’avantage de varier principalement en fonction de l’état d’usure et de colmatage, ce qu’on cherche à obtenir pour prévenir des remplacements et des nettoyages des membranes.
Avantageusement, ces données de l’indicateur de fonctionnement normalisé KPI i0 ’ peuvent être affichées de sorte à produire un indicateur évoluant dans le temps. Un afficheur AFF 1 est représenté à la afin d’illustrer un exemple de console d’exploitation pouvant être utilisée par un opérateur.
Horodatage des évènements Selon un mode de réalisation, l’usine comprend un ensemble d’opérations de maintenance qui sont des opérations de nettoyage et/ou de remplacement des membranes. Ces opérations améliorent la filtration de l’eau et permettent d’utiliser les membranes dans leur meilleure plage de fonctionnement. Le procédé de l’invention vise à définir une méthode permettant de prédire les opérations de maintenance. A cette fin, le procédé de l’invention comprend une étape d’apprentissage d’une fonction apprenante. Cet apprentissage peut correspondre à l’opération de régression de l’étape de normalisation ou à un apprentissage d’un modèle de prédiction ci-après détaillé. Afin d’obtenir un ensemble de données d’entraînement de bonne qualité, les données relatives aux opérations de maintenance sont horodatées selon une référence temporelle exploitable par les opérations traitant des séries temporelles, notamment des premières et secondes séries temporelles SERIE 1 , SERIE 2 . L’étape d’horodatage est notée HOR 1 sur la .
En conséquence, lorsque de telles opérations sont réalisées dans l’usine, le procédé de l’invention permet d’horodater ces évènements et de les labelliser de sorte à produire un ensemble de données horodatées qui peuvent être utilisées ensuite pour la mise en œuvre d’un apprentissage d’une fonction apprenante tel qu’un modèle d’apprentissage machine pour réaliser une étape de prédiction d’une future opération de maintenance.
Le procédé de l’invention comprend une étape d’enregistrement des données horodatées selon une même référence temporelle de manière à faire correspondre les événements horodatés avec une référence temporelle relative à l’horodatage de chaque série temporelle.
Un intérêt de l’horodatage des évènements est d’apprendre un modèle d’apprentissage machine en prenant en compte d’évènements de maintenance explicatifs de la discontinuité des données brutes acquises et enregistrées. Ceci est particulièrement pertinent dans le cas d’une exploitation long terme qui vise à mesurer l’évolution de l’indicateur de fonctionnement normalisé sur une longue période.
L’horodatage des données de maintenance peut être utilisé dans un algorithme de prédiction court terme pour définir un ensemble de données d’entrainement entre deux horodatages afin que les données collectées lors d'opérations de maintenance ne bruitent pas la prédiction.
L’étape d’horodatage des évènements de maintenance n’est pas nécessaire à la mise en œuvre du procédé de l’invention qui viserait uniquement à produire l’indicateur normalisé, toutefois il permet d’obtenir une meilleure interprétation et/ou un meilleur apprentissage pour générer des valeurs de l’indicateur de fonctionnement normalisé.
Prédiction court terme Selon un mode de réalisation, les données normalisées de l’indicateur de fonctionnement KPI i ’ sont utilisées pour apprendre une fonction apprenante FA 2 telle qu’un modèle d’apprentissage machine, dit modèle de prédiction MOD Pi . Un tel modèle de prédiction MOD Pi est défini par des coefficients ou des paramètres qui sont appris sur une période d’entrainement, notée première période de prédiction D P . Dans le cas d’une prédiction court terme, le procédé de l’invention permet d’obtenir une prédiction fiable de l’évolution de l’indicateur normalisé KPI i ’ ou KPI i0 ’. Cette valeur prédite est notée KPI ip1 .
Selon un mode de réalisation, le signe de la tension de résidu à la fin des approximations successives est déterminé en comparant la tension V+ avec la tension V-, cette comparaison étant par exemple mise en œuvre par le circuit CMP. La détection que les première et deuxième rampes se croisent pendant la conversion temps-numérique est, par exemple, mise en œuvre par le circuit CMP et est indiqué par le signal Res au circuit 112.
Selon un mode de réalisation, chaque décalage en tension de la première rampe est appliqué sur la sortie 118 du convertisseur 114 simultanément à un décalage sur en tension correspondant de la deuxième rampe sur la sortie 120 du convertisseur 116, et inversement. Une durée constante sépare alors l'application simultanée d'un décalage en tension sur la sortie 118 et d'un décalage en tension sur la sortie 120, de l'application simultanée suivante d'un décalage en tension sur la sortie 118 et d'un décalage en tension sur la sortie 120.
Selon un autre mode de réalisation, les décalages en tension de la première rampe appliquée sur la sortie 118 et les décalages en tension de la deuxième rampe appliquée sur la sortie 120 sont alternés. Dit autrement, entre chaque deux décalages en tension de la première rampe appliquée sur la sortie 118, un décalage en tension de la deuxième rampe est appliqué sur la sortie 120. Une même durée constante sépare l'application de chaque décalage en tension sur la sortie 118 de l'application du décalage en tension suivant sur la sortie 120, et l'application de chaque décalage en tension sur la sortie 120 de l'application du décalage en tension suivant sur la sortie 118. Un avantage de ce mode de réalisation où les décalages en tension des première et deuxième rampes sont alternés par rapport au mode de réalisation précédant où les décalages en tension des première et deuxième rampes sont simultanés est que les éléments capacitifs des convertisseurs 124 et 126 ont des valeurs unitaires qui peuvent être multipliée par deux, ce qui réduit les dispersions de fabrication, et que le nombre d'éléments capacitifs par convertisseur 124, 126 peut être divisé par deux.
En outre, par rapport à un convertisseur où, préalablement à conversion temps-numérique, un premier décalage en tension serait appliqué sur la sortie 118 ou 120 par le convertisseur respectivement 124 ou 126 pour ramener la tension de résidu dans la dynamique de conversion temps-numérique, et où, lors de la conversion temps-numérique, une seule rampe de décalage en tension serait ensuite appliquée sur l'autre des sorties 120 ou 118 par le convertisseur respectivement 126 ou 124, un avantage d'appliquer les première et deuxième rampes sur les sorties respectives 118 et 120 est que la structure et la commande du convertisseur 1 sont alors plus symétriques, ce qui permet de réduire les harmoniques d'ordre deux.
Selon un mode de réalisation, entre la fin des approximations successives (déterminations des bits de poids fort) et le début de la conversion temps-numérique au moyen des première et deuxième rampes (détermination des bits de poids faible), le convertisseur 124 est configuré pour appliquer un premier décalage en tension sur la sortie 118 du convertisseur 114 et le convertisseur 126 est configuré pour appliquer un deuxième décalage en tension sur la sortie 120 du convertisseur 116. Ces premier et deuxième décalages en tension ont des amplitudes identiques en valeur absolue, mais des signes (ou sens de variation) opposés. Les signes des premier et deuxième décalages en tension sont déterminées par le signe de la tension de résidu à la fin des approximations successives. Ces décalages en tension préalables à la conversion temps-numérique grâce aux première et deuxième rampes sont, par exemple, appelés décalages de redondance. Ces premier et deuxième décalages en tension permettent la mise en œuvre d'une redondance entre la conversion par approximations successives et la conversion temps-numérique, c'est-à-dire entre les bits de poids fort déterminés par la conversion par approximations successives et les bits de poids faible déterminés par la conversion temps-numérique. Cela permet, par exemple, de réduire l'influence du bruit et/ou du décalage ("offset" en anglais) du circuit 112, par exemple du décalage d'un comparateur verrouillé ("latched comparator" en anglais) du circuit 112, pendant les approximations successives sur le résultat de la conversion analogique-numérique de la tension Vdiff. Dans un tel mode de réalisation, un circuit du convertisseur 1, par exemple le circuit 112, est en mesure de déterminer le mot numérique de sortie OUT résultat de la conversion analogique-numérique de la tension Vdiff en prenant en compte cette redondance. La prise en compte de la redondance pour obtenir le mot OUT à partir des bits de poids fort déterminés et des bits de poids faible déterminés est à la portée de la personne du métier.