FR2589302A1 - Systeme de thermographie infrarouge a sensibilite amelioree par accumulation progressive des lignes de l'image - Google Patents

Abstract

LE SYSTEME DE THERMOGRAPHIE COMPORTE UNE CAMERA INFRAROUGE 1 MUNIE DE DISPOSITIFS DE BALAYAGE LIGNE ET TRAME ET D'AU MOINS UN DETECTEUR PHOTOSENSIBLE, UN MODULE DE TRAITEMENT ELECTRONIQUE NUMERIQUE DU SIGNAL 2 ET DES MOYENS DE VISUALISATION DU SIGNAL TRAITE 3 SUR L'ECRAN 4 D'UN MONITEUR DE TELEVISION. SELON L'INVENTION, UN ORGANE DE COMMANDE 17 PEUT PROVOQUER LE RALENTISSEMENT DU BALAYAGE TRAME DANS LA CAMERA DANS UN RAPPORT N ET, SIMULTANEMENT, PROVOQUER UN TRAITEMENT PARTICULIER DU SIGNAL, DANS LE MODULE 2, QUI CONSISTE A ADDITIONNER AU MOYEN D'UN ADDITIONNEUR 13 ET D'UNE MEMOIRE 14 LES N SIGNAUX RELATIFS A CHAQUE CHAMP ELEMENTAIRE ET QUI SONT FOURNIS A LA CADENCE DU BALAYAGE DE LIGNE, A METTRE EN MEMOIRE D'IMAGE 15 LE RESULTAT OBTENU POUR CHAQUE CHAMP ELEMENTAIRE, L'IMAGE DU CHAMP DE VISION A SENSIBILITE AINSI AMELIOREE ETANT RESTITUEE SUR L'ECRAN 4 DU MONITEUR DE TELEVISION PAR LECTURE REPETITIVE DE LA MEMOIRE D'IMAGE 15. APPLICATION : TRAITEMENT DE SIGNAL EN THERMOGRAPHIE INFRAROUGE.

Description

SYSTEME DE THERMOGRAPHIE INFRAROUGE A SENSIBILITE AMELIOREE PAR

ACCUMULATION PROGRESSIVE DES LIGNES DE L'IMAGE.

L'invention concerne un système de thermographie infrarouge comportant d'une part une caméra infrarouge munie d'un dispositif de balayage trame et d'un dispositif de balayage Ligne pour analyser point par point par projection, sur une matrice de détection comportant au moins un détecteur photosensible, l'image d'un champ de vision constituée de champs élémentaires juxtaposés, à raison d'un champ élémentaire par détecteur, d'autre part un module de traitement électronique du signal analogique en sortie de la caméra muni d'au moins un dispositif de numérisation pour ledit signal analogique et d'au moins un convertisseur numériqueanalogique dudit signal après traitement, et en troisième lieu des moyens de visualisation sur un moniteur de télévision du signal de sortie

dudit convertisseur numérique-analogique.

De tels systèmes sont utilisés notamment pour visualiser une partie d'un paysage perçu selon un rayonnement infrarouge de longueur d'onde supérieure au micron et pourraient aussi être utilisés en lumière visible mais, dans ce dernier cas, qui est celui des caméras de télévision connues, on leur préfère des systèmes munis de dispositifs d'analyse fondés sur d'autres principes, qui impliquent généralement des balayages par faisceaux d'électrons. Pour s'en tenir au domaine du rayonnement infrarouge, la visualisation peut s'effectuer de jour ou de nuit, étant généralement plus utile de nuit lorsque la vision directe est très réduite ou impossible. Les bandes spectrales de rayonnement détecté par ces systèmes correspondent aux fenêtres de transparence atmosphérique, soit 3 à 5 pi ou 8 à 12 pi. Cette dernière bande spectrale est particulièrement visée par l'invention parce qu'elle est parfaitement adaptée à l'imagerie des corps à la température ambiante, un corps noir à 3000 K ayant son maximum d'émission aux environs de 10 p. De tels systèmes qui mettent en oeuvre des dispositifs optomécaniques de baLayage trame et de baLayage ligne sont connus, d'une façon générale de l'ouvrage intitulé "La thermographie infrarouge" par G. GAUSSORGUES,

publié par Technique et Documentation Le 2 décembre 1980.

La sensibilité actuelle des caméras infrarouges peut se révéler insuffisante pour certains cas opérationnels lors d'une opération de surveillance du ciel, de L'horizon terrestre ou maritime par exempte: soit que Les conditions atmosphériques soient mauvaises, soit que L'on souhaite atteindre de grandes portées de détection de plusieurs dizaines

de kiLomètres par exempte.

Un procédé classique d'amélioration de la sensibilité des caméras infrarouges est la sommation d'images successives. On notera que L'oeil effectue de lui-même ce traitement en fonctionnement habituel, en accumulant quatre à cinq images successives. Si i est le nombre d'images accumulées, Le gain en rapport signal sur bruit est VT. L'oeil permet donc un gain en sensibilité de l'ordre de 2. Par contre, si l'accumulation se fait électroniquement par sommation et moyenne de 16 images successives par exemple, l'oeil n'agit plus comme intégrateur car l'image se renouvelle aLors trop Lentement. Donc, dans ce dernier cas, Le gain apparent pour un observateur est, par rapport au fonctionnement habituel de VT/2, soit de 2 dans l'exemple de l'accumulation par 16 images. On notera que ce traitement d'accumulation par images peut s'effectuer pour l'essentiel au niveau numérique, au sein du module de traitement électronique, sans que rien ne soit changé au fonctionnement des dispositifs de balayage trame et Ligne de la caméra, par rapport au fonctionnement habituel du système. L'inconvénient majeur.de ce procédé d'accumulation temporelle est la nécessité d'une visée stable et, même à supposer qu'une visée stable soit obtenue, une cible moblIe dans le champ de-vision peut devenir floue selon le sens de son vecteur vitesse. A raison de 25 images (50 trames) par seconde, ce qui correspond au standard de La télévision, la durée de 16 images est de 0,64 seconde. La stabiLité de l'image pourrait être assurée par une poursuite ("tracking" en Langue anglaise) sur une référence choisie par l'opérateur, ou sur une cible elle-même détectée par méthode de concaténation et mesurée après ce traitement. L'effet de flou dO au mouvement serait alors moindre mais au détriment à la fois de La portée de reconnaissance à cause du traitement de concaténation et du temps élevé de renouvellement de l'image à cause du

traitement d'accumulation par images.

Un but de l'invention est d'améliorer la

sensibilité d'un système de thermographie infrarouge.

Un autre but de L'invention est d'améliorer à la fois La portée de détection et la portée de reconnaissance

d'un système de thermographie infrarouge.

Encore un autre but est, dans Le cas d'un système de thermographie infrarouge qui analyse plusieurs lignes simultanément à l'aide de pLusieurs détecteurs dans le sens trame, d'obtenir sur un moniteur de télévision une image

plus homogène.

Ces buts sont atteints et Les inconvénients de l'art antérieur mentionnés ci-dessus sont atténués grâce au fait que le système de thermographie infrarouge défini en préambule est remarquable en ce qu'il comporte des moyens pour fonctionner en mode d'analyse par accumulation linéaLe progressive et qu'à cet effet d'une part le mouvement du dispositif de balayage trame est, par des moyens de commande, ralenti par rapport au mode d'analyse habituel connu, de façon que deux quelconques lignes qui se succèdent dans le temps de l'image du champ de vision projetée sur ledit (lesdits) détecteur(s) se chevauchent, le décalage spatial entre ces deux lignes successives étant faible par rapport à la dimension dans le sens trame d'un détecteur de façon telle que chaque champ éLémentaire du champ de vision soit analyse un nombre n de fois successivement à la cadence du balayage Ligne par Ledit détecteur qui fournit en correspondance n signaux analogiques successifs en sortie de la caméra, d'autre part lesdits n signaux relatifs à chaque champ élémentaire sont, après mise sous forme numérique, additionnés et mis en mémoire en un emplacement prédéterminé d'une mémoire d'image incorporée audit module de traitement électronique grâce à un additionneur et au moins des moyens de séquencement et, en troisième lieu, l'image du champ de vision est restituée sur ledit moniteur de télévision par lecture répétitive de

Ladite mémoire d'image.

Au même titre que l'accumulation par images, le mode d'analyse par accumulation Linéale selon l'invention implique une numérisation du signal de sortie de La caméra, un additionneur et une mémorisation de la totalité de l'image. De plus, Le mode d'accumulation par lignes nécessite un ralentissement du balayage vertical, ce qui n'est pas le

cas pour l'accumulation par images, comme déjà indiqué ci-

dessus. Si l'on poursuit la comparaison, on constate que l'accumulation linéale est d'un emploi beaucoup plus souple et qu'elle résout presque complètement les problèmes de netteté et/ou d'homogénéité de l'image dans le cas d'une visée non parfaitement stable ou d'un corps mobile dans te champ de La caméra et ceci pour des gains en sensibilité dus à l'accumulation supposés égaux dans les deux modes d'analyse par accumulation. En effet, pour reprendre L'exempte ci-dessus d'accumuLation par 16 images successives, si L'on suppose une accumulation linéale pour un mouvement de balayage trame ralenti dans un rapport n = 16, ce.qui représente la même capacité d'accumulation, il est clair que pour un point donné de l'image sur L'écran du moniteur de télévision qui correspond à un champ élémentaire du champ de vision, le faisceau d'électrons qui engendre ce point résulte dans-Le premier cas de la- moyenne de 16 signaux élémentaires fs émis en sortie d'un détecteur photosensble avec successi.fs émis en sortfie d'un détecteur photosensibLe avec une fréquence qui est La fréquence d'image, alors qu'il résulte dans le deuxième cas de la moyenne de 16 signaux élémentaires émis à la fréquence de ligne. Dans le premier cas, aucun point de L'image somme (ou moyenne) ne peut être obtenu avant l'analyse des 16 images successives après quoi tous les points de l'image somme sont obtenus pendant sensiblement La durée d'une image, alors que dans le deuxième cas, les lignes de L'image somme sont obtenues à la cadence de 1/16TL, TL étant La périodede ligne. Il s'ensuit que la corrélation dans le temps entre deux points voisins ou adjacents d'une ligne donnée ou de deux lignes voisines est bien meilleure avec

l'accumulation par lignes qu'avec l'accumulation par images.

Dans L'accumulation par lignes, L'image d'un champ légèrement mobile et/ou d'un corps mobile dans Le champ peut se traduire par un décalage progressif entre lignes successives des lignes de l'image somme, c'est-àdire une apparence oblique des objets vus, ou à des tassements ou des dilatations, mais

l'effet de flou ne peut pas se produire au niveau de l'image.

Cet effet de flou pourrait se produire théoriquement au niveau de la ligne, à supposer que Le temps d'engendrement de chaque ligne de L'image somme soit comparable avec le temps - d'intégration de l'oeil qui sert ici de référence, soit environ ms. Or, pour une image de 625 lignes dont 510 lignes utiles constituée de deux trames entrelacées et à raison de 25 images (50 trames) par seconde, on obtient un rapport n = 3125 soit un gain théorique en sensibilité de V3125/2 = 28, ce qui est inutilement élevé pour les applications pratiques envisagées. Le seul problème qui demeure est donc la déformation des objets mobiles en apparence ou en réaLité sur l'image somme mais l'oeil est parfaitement apte à reconstituer les formes réelles beaucoup plus qu'il ne L'est

àrétablir des contours flous.

Un mode de réalisation préféré de l'invention est le en ce queledit module de traitement électrnique remarquabLe en ce que' Ledit module de traitement éLectrdinique I comporte entre Ledit dispositif de numérisation et ledit convertisseur numérique-anaLogique une chaîne de traitement du signal constituée en cascade par un dispositif en boucle comportant Ledit additionneur et une mémoire de Ligne munie d'une première partie desdits moyens de séquencement, et au moins une mémoire de trame faisant partie de Ladite mémoire d'image et munie d'une deuxième partie desdits moyens de séquencement, et que la lecture répétitive de La mémoire d'image s'effectue en parallèle par rapport à

l'inscription de Ladite mémoire d'image.

Comme c'est le cas pour certains systèmes d'accumulation par images, iL est possible, dans ce mode de réalisation, pour obtenir la moyenne des n signaux affectés à chaque point d'image, d'utiliser un filtre récursif qui atténue chaque signal dans un rapport d'autant plus faible que ce signal est recuLé dans le temps, ce qui permet de réduire La capacité de la mémoire de transfert en amont de la mémoire d'image ainsi que le nombre de bits à

affecter à chaque point d'image dans la mémoire d'image.

Pour l'accumulation par lignes, la mémoire de transfert, à travers laquelle s'effectuent les sommations successives de lignes pour la constitution de chaque Ligne de l'image de somme, a une capacité moindre que La mémoire de transfert correspondante pour l'accumulation par images et Les valeurs

à additionner sont beaucoup plus rapprochées dans le temps.

Dans ces conditions, il est préférable d'effectuer une sommation pure et simple au moyen d'un dispositif en boucle comportant un additionneur et une mémoire de ligne. Dès qu'une ligne est compLète au sein de La mémoire lignes, c'est-à-dire après n sommations de lignes successives, elle est transférée dans la mémoire d'image à la place de la

ligne de même rang obtenue lors du balayage trame précédent.

Selon le mode de réalisation-indiqué au paragraphe précédent, la mémoire d'image peut être constituée par une seule mémoire de t-rame, ou par deux mémoires de trame séparées

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qui sont une mémoire de trame paire et une mémoire de trame impaire. Dans Les deux cas, Le système est, de préférence, conçu pour s'adapter aux standards des récepteurs de télévision pour lesqueLs deux trames entrelacées sur l'écran sont Lues l'une à La suite de L'autre. Dans Le premier cas, La même mémoire de trame unique est Lue successivement de façon à constituer tes deux trames entreLacées, ce qui se traduit par une duplication des Lignes sur l'écran. Dans Le deuxième cas, Les entrées d'inscription et les sorties de lecture des deux mémoires de trame sont commandées par une troisième partie desdits moyens de séquencement, Les n signaux relatifs à chaque champ élémentaire étant additionnés en deux sommes partielles successives à raison de n/2 signaux pour chaque somme partielle, les résultats des deux sommes partielles fournis en sortie de Ladite mémoire de ligne étanft mis en mémoire, respectivement, en des emplacements homologues des deux mémoires de trame paire, respectivement impaire. Un commutateur d'entrée des mémoires d'images est commuté d'une entrée sur l'autre à la fréquence 2/nTL et un commutateur de

sortie de ces mémoires est commuté à la fréquence de trame Ft.

Un autre mode de réalisation préféré de l'invention est remarquable en ce que ledit module de traitement électronique destiné à L'analyse par accumulation linéale progressive est constitué par au moins un additionneur, une mémoire d'image comportant une seule mémoire de trame, des moyens de comptage et de séquencement pour l'adressage en écriture et en lecture de Ladite mémoire d'image lors d'une première phase dite d'acquisition qui se déroule pendant un balayage complet du champ de vision au moyen dudit dispositif de balayage trame, Lesdits moyens de comptage servant seuls pour l'adressage en lecture de Ladite mémoire d'image Lors d'une deuxième phase dite de visualisation consécutive à la première phase et pendant laquelle Ladite mémoire d'.image est Lue ligne par L-igne aux

fréquences ligne et trame dudit moniteur de télévision.

Selon cet autre mode de réalisation, la mémoire d'image sert, dans une première phase dite d'acquisition, de mémoire de transfert à travers laquelle s'effectuent les sommations successives de lignes. Il n'y a donc pas renouvellement permanent de l'image ligne après Ligne, sur Le moniteur de télévision, comme cela est possible pour le premier mode de réalisation. Après un balayage complet du dispositif de balayage trame, le contenu de la mémoire d'image est fixe et peut être transmis par lectures successives à la fréquence trame au moniteur de télévision sur l'écran duquel

apparaît donc une image fixe.

La description qui suit en regard des dessins

annexés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre

comment l'invention peut être réalisée.

La figure 1 est le schéma synoptique d'un premier mode de réalisation du système de thermographie infrarouge

selon L'invention.

La figure 2 montre une structure possible pour la réalisation d'une mémoire d'image qui convient pour le

premier mode de réalisation.

La figure 3 est Le schéma synoptique détaiLLé d'une partie du module de commande électronique d'un

deuxième mode de réalisation de L'invention.

Sur la figure 1 sont représentés une caméra 1, un moduLe de traitement électronique 2 et des moyens de

visualisation 3 sur l'écran d'un moniteur de télévision 4.

La caméra 1 est conçue pour analyser un rayonnement infrarouge, de préférence, ef comporte à cet effet des dispositifs optomécaniques de balayage trame et de balayage ligne connus, non représentés. Ces dispositifs optomécaniques focalisent, dans la caméra, le rayonnement infrarouge reçu sur une matrice de détection comportant au moins un détecteur photosensible dont [es dimensions sont sensiblement égales aux dimensions d'un champ éeémentaire, L'triage réelLe instantanée du champ de vision sur le plan des détecteurs étant constituée de champs élémentaires juxtaposés. Un signal électrique est émis par chaque détecteur, à raison d'un signal pour le passage d'un champ élémentaire de L'image devant chaque détecteur, et transmis au module de traitement électronique 2. On supposera dans un premier temps que La caméra ne comporte qu'un détecteur photosensible (détecteur infrarouge) dont le signal de sortie est transmis en série au module de commande 2 par un conducteur 5 qu'on suppose aussi unique dans un premier temps, L'image du champ de vision étant projetée sur le plan du détecteur ligne après Ligne, de façon que Les Lignes successives de L'image soient adjacentes. De façon connue, le module de traitement électronique 2 comporte un dispositif de numérisation 6, qui transforme le signal analogique série qu'il reçoit de la caméra 1 en un signal numérique série, par exemple sur 6 bits sur un conducteur multiple 7, ce qui représente 64 niveaux de contraste différents possibles. On notera à ce sujet que, sur les dessins, les conducteurs multiples sont représentés coupés par un trait oblique avec, en regard, le nombre de conducteurs. De façon connue pour le fonctionnement habituel d'un système de thermographie infrarouge, Le signal numérique sur 6 bits est transmis à un organe de traitement numérique 8 dans lequel peuvent être effectués différents types de filtrage ou des traitements tels que concaténation, convolution ou élimination du fond du paysage par exemple après quoi Le signal numérique est transmis sur 6 bits par un conducteur 9 à un convertisseur numérique- analogique 11 qui transmet sur un conducteur -12 aux moyens de visualisation 3 un signal analogique série au standard CCIR. Dans un système de thermographie infrarouge simplifié, deux balayages trames successifs dans la caméra et sur L'écran du moniteur de télévision sont identiques, c'est-à-dire qu'à une, ligne d'un rang donné d'un balayage correspond une ligne de même rang du balayage suivant (ou-précédent). En pratique, on considère dans la suite du texte un fonctionnement par lignes paires et impaires entreLacées, c'est-à-dire que deux trames successives sur L'écran du moniteur de télévision sont décaLées spatiaLement entre eLLes de La hauteur d'une demi Ligne de trame, L'image totaLe de 510 Lignes par exempLe, étant constituée de deux trames successives de 255 Lignes chacune, L'une dite trame paire comportant Les Lignes paires et L'autre dite trame impaire comportant Les Lignes impaires et étant eLLe-même suivie d'une trame paire. Pour Le fonctionnement habitueL synchronisé de La caméra 1, cet entreLacement se traduit aussi par un décaLage d'une demi Ligne entre deux baLayages de trame successifs et sur La matrice de détection, étant donné que Les Lignes ont une hauteur matériaLisée par Le diamètre du détecteur, ces Lignes étant adjacentes et jointives Lors du baLayage, on esf amené à considérer qu'une Ligne queLconque de L'image pour un baLayage donné du champ chevauche de moitié une Ligne supérieure et une Ligne inférieure de L'image pour le baLayage précédent ou suivant, ce point de détaiL étant explicité ici pour une meiLLeure compréhension de

L'invention décrite ci-dessous.

L'idée première de L'invention est de ralentir Le balayage trame de La caméra dans un rapport déterminé représenté de préférence par un nombre entier n. Ceci a pour conséquence que deux Lignes successives de L'image sur le plan du détecteur, au lieu d'être adjacentes et jointives se chevauchent l'une L'autre presque entièrement et ceci d'autant plus que Le nombre n est élevé - on verra par La suite qu'il est peu intéressant de choisir un nombre n inférieur à 10. IL s'ensuit que chaque Ligne d'image peut être reconstituée sous forme d'un signal électronique, par sommation point d'image par point d'image de n Lignes successives désormais nécessaires pour parcourir La dimension d'un champ élémentaire c'est-à-dire d'un détecteur dans Le sens trame de l'image. On notera que, pour ce fonctionnement, étant donné La nécessité de mémoriser Le signal de données, une synchronisation complète n'est plus indispensable entre Le fonctionnement de la caméra 1 et celui des moyens de visualisation 3. Cependant il est recommandé de conserver La même valeur de la fréquence de Ligne au sein de La caméra, pour n'avoir pas à modifier les caractéristiques des moyens de filtrage connus toujours nécessaires pour le filtrage du signal

dont Le spectre est lié à la fréquence ligne dans la caméra.

Pour fonctionner en mode d'accumulation linéale progressive, le système de thermographie infrarouge selon l'invention comporte, entre le dispositif de numérisation 6 et le convertisseur numérique anaLogique 11, une chaîne de traitement de signal disposée à La place ou de préférence en

parallèle par rapport à l'organe de traitement numérique 8.

Cette chaîne est constituée par La succession en cascade d'un dispositif bouclé comportant un additionneur 13 à deux entrées et une sortie et une mémoire de ligne 14, et d'une mémoire d'image 15. Dans Le cas préféré o cette chaîne de commande coexiste avec l'organe 8, comme représenté à la figure 1, un organe de sélection 16 disposé juste en amont du convertisseur numérique-analogique 11 permet de sélectionner le traitement-numérique souhaité pour le signal numérique série sur le conducteur 7. Lorsque Le fonctionnement par accumulation de lignes est choisi, un organe de commande 17 fournit, par l'inIermédiaire d'un signal de commande à deux états A, d'une part à la caméra 1 L'ordre de fonctionner en mode de balayage trame ralenti, d'autre part à L'organe 16 de sé!ectionner à ses entrées les sorties de lecture de La mémoire d'image 15. D'autre part, des moyens de séquencement sont interconnectés avec La camera 1 et Les moyens de visualisation 3 et agissent sur Les mémoires de Ligne 14, d'image 15 et sur l'additionneur 13. L'additionneur 13 reçoit point par point sur une première entrée 18 le mêms signal qu'en entrée de l'organe 8, prélevé en parallèle à La sortie du dispositif de numérisation 6. Au tout début du 3 fonctionnement et pour chaque point.de la première Ligne de L'image, ce signal est additionné à la vaLeur O présente sur La deuxième entrée 19 de l'additionneur 13, pour chaque point dé la Ligne et le résultat est mis en mémoire dans La mémoire de ligne 14 qui est par exemple du type FIFO et qui a la capacité d'au moins une ligne d'image. Lorsque le premier point de la ligne d'exploration suivante c'est-à-dire La deuxième Ligne se présente sous forme de 6 bits à la première entrée 18 de l'additionneur, apparaît simultanément sur la deuxième entrée 19 le premier point de la première ligne, les deux points sont additionnés et le résultat mis en mémoire en 14 à la suite du dernier point de la première ligne. Dans cet exemple simple de fonctionnement la mémoire 14 se réduit donc à un simple registre à décalage et fonctionne à la fréquence des points, Fe, disponible en sortie du dispositif 6. Pour une ligne donnée de l'image à reconstituer, la mémorisationr's'effectue de façon cyclique jusqu'à ce que chaque point de la ligne considérée ait été additionné n fois à lui-même. On notera à ce sujet que le nombre de bits de chaque emplacement mémoire en 14 ainsi que le nombre de conducteurs en parallèle à l'entrée et à la sortie de la mémoire 14 doivent être augmentés par rapport au nombre de conducteurs sur la première entrée de l'additionneur 13, afin que le résultat de l'addition finale ne soit pas amputé de ses bits de poids les plus élevés. On a

alors obtenu une ligne complète de l'image à reconstituer.

Des premiers moyens de séquencement non représentés d'un type connu qui prennent en compte La fréquence Fl agissent, au bout de chaque intervalle de temps égal à n/Fl pour provoquer l'écriture, dans la mémoire d'image 15 de la sortie de la mémoire de ligne 14, c'est-à-dire le transfert, sur un conducteur 21 qui porte sensiblement La même information que l'entrée 19, d'une ligne d'image reconstituée d'un rang donné, de la mémoire de ligne 14 à ta mémoire d'image 15, à un emplacement de même rang, ce qui s'accompagne de l'effacement simultané de la ligne qui occupait antérieurement cet nt dans a mémoire 15. Simultanément les moyens de emplacement dans La mémoire 15. SimuLtanément,. Les moyens de séquencement inhibent La deuxième entrée de l'additionneur, lequel transfère à ta mémoire 14 les points correspondants du

premier balayage pour la deuxième ligne d'image à reconstituer.

Le fonctionnement se poursuit ainsi, cycliquement, à La fréquence Fl/n jusqu'à ce que la mémoire d'image 15 soit entièrement remplie. A ce stade de fonctionnement, deux variantes sont possibles: une première variante consiste à conserver le contenu de la mémoire 15 et à La lire de façon répétitive pour obtenir une image fixe sur le moniteur de télévision. Dans ce cas, le fonctionnement décrit ci-dessus correspond à une phase d'acquisition qui dure pendant un temps égal à n/Ft, c'est-à-dire le temps nécessaire à un balayage trame ralenti dans la caméra. Il est possible de revenir au fonctionnement habituel du système en déclenchant le signal A ou au fonctionnement selon l'invention en déclenchant deux fois successivement le signal A de façon à

obtenir une image fixe plus récente du champ de vision.

Selon une deuxième variante, l'inscription et la Lecture de la mémoire 15 sont ininterrompues mais il faut veiller à ce qu'inscription et lecture aient lieu pendant des intervaLLes de temps disjoints, ce qui complique la structure de La mémoire de ligne 14 ainsi que les moyens de séquencement. Pour ce mode d'exécution de l'invention, on prévoit par exemple que la capacité de la mémoire de ligne 14

soit augmentée d'au moins le contenu d'une ligne supplémentaire.

Lorsqu'une ligne d'image à reconstituer est complète, dans la mémoire 14, des moyens de séquencement commutent l'entrée ainsi que la sortie rebouchée de la mémoire 14, sur la deuxième ligne de mémoire, préalablement vidée de son contenu et,. simultanément, la sortie de La première ligne est commutée sur une deuxième sortie de la mémoire 14 reliée à un conducteur 22 à La mémoire d'image 15. La Lecture de la ligne à renouveler pour écriture dans la mémoire 15 peut alors s'effectuer dans les limites d'un délai égal à-n/Fl sous la commande de-moyens de séquencement contenus dans La mémoire d'image elle-même. L'inscription est inhibée, en 15, pendant Le temps de Lecture de La Ligne à renouveLer. Ce mode de fonctionnement résulte, sur L'écran 4 du moniteur de télévision, en une image qui se renouveLLe de façon continue, Ligne par Ligne, seLon Le même mouvement de baLayage trame raLenti que celui de La caméra 1. Pour Les deux variantes du mode de réalisation décrit ci-dessus, on notera que seuls Les bits de poids Les plus éLevés sont conservés pour La mise en mémoire d'image des points d'image, Les bits de poids faibLes qui sont abandonnés pouvant être considérés comme non significatifs, c'est-à-dire porteurs de bruit plus que d'information. C'est ainsi que Les conducteurs muLtipLes 21 ou 22 sur la figure 1 comptent respectivement 11 conducteurs au Lieu de 15. Une teLLe possibilité d'élimination du bruit démontre bien dans La pratique Le gain en sensibilité obtenu par La mise en oeuvre de L'invention. Un exempte numérique fera mieux

comprendre Le gain'théorique en sensibiLité obtenu.

On suppose qu'en fonctionnement normal sans accumulation LinéaLeprogressive, La fréquence de points Fe est de 15 MHz, la fréquence de Lignes Fl est de 15625 Hz et La fréquence de trames Ft, double de la fréquence d'image sur le moniteur de télévision, de 50 Hz. En fonctionnement normal, compte tenu des temps de retour ligne et trame, L'image se compose, sur L'écran du moniteur de télévision, de 510 lignes utiles (deux trames de 255 lignes entrelacées) de 780 points utiles chacune. Selon L'invention, en choisissant Le nombre n égal à 512, Le gain en sensibilité obtenu est de: V512

- = 11,3.

2 '*

Le temps d'accumulation par Ligne est égal à: 5125 = 32,8 ms ,625 ce temps faible par rapport au temps de rémanence de L'oeil qui est de 200 ms assure une bonne netteté pour les points de

chaque image accumulée.

Le temps nécessaire pour qu'un balayage trame soit effectué dans la caméra 1 est égal à:

0,0328 x 255 = 8,4 s.

Ce temps est Le temps d'acquisition de L'image accumulée en référence à La première variante du mode de réaLisation décrit ci-dessus ou le temps de renouvellement de L'image en référence

à La deuxième variante.

L'exemple numérique ci-dessus correspond à ce qui est indiqué sur La figure 1, c'est-à-dire au passage de 6 conducteurs à 15 conducteurs pour la mémoire de Ligne puis à 11 conducteurs pour La mémoire d'image. Dans La première variante, la mémoire de ligne comporte 780 emplacements mémoire de 15 bits chacun et dans la deuxième variante une capacité double. Pour Les deux variantes la capacité de la mémoire d'image est de 255 fois 780 emplacements mémoire de 11 bits chacun. On notera que si un temps de-8,4 s sépare le haut et le bas de L'image, entre Le début et la fin d'un balayage trame, une distorsion peut apparaître sur un objet mobile. Cependant ceci ne doit pas être confondu avec un défaut de netteté de l'image. D'autre part, le gain en sensibilité obtenu est tel que La portée d'observation peut être augmentée jusqu'à plusieurs dizaines de kiLomètres et que la vitesse apparente d'un mobile ayant une vitesse absolue donnée est d'autant plus faible que ce mobile est éloigné, et ceci dans

les rapports de L'angle de champ du champ de vision observé.

Selon l'invention, cet angle de champ peut être réduit à seulement 2 correspondant à une distance d'observation de km. Un. point mobile dans ce champ à raison de 90 /h soit km/h, décrirait en 8,4 s une distance angulaire de 0,2 , c'est-à-dire un décalage de 10 % sur L'écran du moniteur entre deux images accumulées successives, ce qui est parfaitement tolérable et qui donne un bon renseignement sur le mouvement de ce point. Si au lieu d'un point il s'agit d'un mobile dont le diamètre moyen mesure le dixième du diamètre moyen de l'écran du moniteur de télévision, une dimension donnée du mobile sera au plus dêformée d'une valeur égale au

au centième du diamètre de l'écran, ce qui est négligeable.

On a considéré jusqu'ici que La mémoire d'image est constituée par une mémoire de trame unique, L'obtention d'une image compLète sur L'écran du moniteur de télévision s'obtenant par deux Lectures successives entrelacées de cette mémoire d'image. Ceci conduit à une duplication des Lignes sur L'écran, chaque ligne paire portant la même information que La ligne impaire qui Lui est associée. Il est possible d'éviter une duplication des lignes tout en conservant L'affichage de l'image par trames paires et impaires entrelacées, et d'améliorer ainsi la résolution et La finesse de l'image sur l'écran du moniteur de télévision en modifiant la structure de la mémoire de trame et en rendant plus éLaborés Les moyens de séquencement comme représenté à la figure 2, ce qui constitue une variante du premier mode de

réalisation de l'invention.

Sur La figure 2, la mémoire d'image 25 est constituée par deux mémoires séparées, une mémoire de trame paire 26 et une mémoire de trame impaire 27. L'entrée muLtipLe de chaque mémoire de trame peut être reliée par l'intermédiaire d'un contact de commutateur 28 à un conducteur multipLe 29, à raison d'autant de conducteurs que d'entrées de chaque mémoire de trame, qui est l'homologue du conducteur 21 ou du conducteur 22 sur La figure 1. Les sorties multipLes des mémoires 26 et 27, à même nombre de conducteurs, sont reliées par un contact de commutateur 31 à un conducteur multiple 32 qui est relié aux entrées du convertisseur numérique-analogique 11 (voir figure 1). Dans la mémoire de lignes 14, deux fois moins de Lignes sont accumulées

pour donner Lieu à une ligne d'image reconstituée, c'est-à-

dire que chaque Ligne d'image s'obtient par sommation de n/2 lignes de balayage pendant un temps égal à n/2FL et Le débit de lignes reconstituées en sortie de la mémoire 14 est doublé, c'est-à-dire égal à 2FL/n. La capacité de la mémoire Ligne 14 peut donc être réduite par rapport à celLe représentée à La figure 1 soit, pour reprendre l'exemple numérique de la figure 1, un nombre de conducteurs d'entrée et de sortie et un nombre de bits pour chaque emplacement mémoire égaL à 14, le nombre d'emplacements mémoire, dans la mémoire de Ligne 14, restant inchangé. Par rapport à la mémoire 15 de la figure 1, la mémoire 25 comporte deux fois plus d'emplacements mémoire, chaque emplacement mémoire comptant un bit de moins, c'est-à-dire par exemple 10 bits au Lieu de 11il bits. Grâce à des moyens de séquencement supplémentaires la position du contact 28 est inversée à la fréquence 2FL/n, l'inversion ayant lieu, chaque fois pendant Le temps de sommation d'une Ligne donnée en 14 et en dehors des intervaLles de temps d'inscription dans la mémoire d'image, en 26 ou en 27. Toutes choses restent égaLes par aiLLeurs quant à l'inscription dans la mémoire d'image par rapport au premier mode de réaLisation. Pour la lecture de la mémoire 25, le contact de commutateur 31 est commuté à La fréquence Ft en synchronisme avec Le balayage

électronique du moniteur de télévision.

Une fréquence ligne de 15625 Hz avec un détecteur infrarouge unique impose au dispositif de balayage Ligne une vitesse de fonctionnement très élevée avec Les problèmes de synchronisation que cela implique et nécessite un photodétecteur très rapide et très sensible. Pour Lever ces contraintes d'ordre technologique on préfère en pratique faire l'anaLyse simultanée de plusieurs lignes du champ de vision, par exemple 11i lignes, en augmentant et en portant à m le nombre de détecteurs dans Le sens trame sur La matrice de détection, soit m = 11il détecteurs dans l'exemple considéré, ce qui permet de diviser par 11i la vitesse du dispositif de balayage tigne, le mouvement de balayage trame restant inchangé. Dans ce cas, le signal apparaît sur plusieurs conducteurs (11 conducteurs) en sortie de la caméra 1. De façon connue, le signal est numérisé, placé en mémoire, puis relu séquentiellement pour obtenir une forme

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série dans Le module de traitement électronique. Le conducteur 5 est aLors un conducteur multiple à 11 conducteurs et on supposera, pour ne pas compliquer les dessins que Le traitement indiqué à La phrase précédente est effectué par Le dispositif de numérisation 6, figure 1. Etant donné Le mode de balayage décrit ci-dessus qui correspond au fonctionnement normal, La succession des points de Ligne qui représentent chacun un champ élémentaire du champ de vision et La succession des Lignes en sortie du dispositif de numérisation et de mise en série est, du point de vue du séquencement, identique à celle obtenue pour Le fonctionnement décrit en premier, c'est-à-dire, pour fixer les idées, que La succession de 11 lignes successives quelconques de L'image s'effectue, dans Les deux cas en 704 j4s, à raison de 64 is par ligne, cette dernière période, étant toujours considérée comme La période de ligne dans la suite du texte. Une petite différence apparaît cependant, en fonctionnement normal, au niveau de L'affichage de l'image, sous forme de défauts d'homogénéité entre lignes dans le cas du balayage de 11 détecteurs en parallèle, ces défauts étant de deux ordres: un effet de lignage apparaît toutes les 22 lignes, soit toutes les 11 Lignes de trame, dO à une synchronisation imparfaite, Lors des balayages trame et Ligne et qui correspondent à un léger chevauchement ou au contraire à une légère disjonction de deux groupes de 11 Lignes successifs; un autre effet de Lignage apparaît au sein même d'un groupe de 22, respectivement 11 lignes, dû au fait que les différents détecteurs ne sont jamais rigoureusement identiques et engendrent respectivement des signaux trop forts ou trop faibles par rapport à un signal type prédéterminé. Lors d'une analyse simultanée de plusieurs Lignes du champ de vision, si l'on ralentit le balayage trame dans la caméra, on n'obtient plus en sortie de l'organe de numérisation 6 une suite de lignes qui corresponde à un avancement réguLier dans Le sens trame par exemple du haut vers le bas de l'image, comme c'est Le cas dans tout ce qui a été décrit ci-dessus qu'il s'agisse du fonctionnement habituel connu ou du fonctionnement selon l'invention, mais des chevauchements partiels entre groppes del Lignes. Pour fixer Les idées, on suppose en premier lieu que le baLayage trame est ralenti dans Le rapport n = 11. Avec ces hypothèses, on voit que pour chaque balayage de 11 lignes simultanées L'image à reconstituer progresse d'une ligne, et que chaque I Ligne de l'image à reconstituer doit être le résultat de la sommation de 11 lignes successives à La fréquence FL/11 en faisant progresser de 1 à chaque période 11/Fl, qui est aussi la période d'obtention des Lignes reconstituées, Le numéro d'ordre du signal de sortie du groupe de 11 détecteurs, signal reconstitué sous forme numérique série en sortie de L'organe 6. Le résultat ainsi obtenu est que chacun des 11 détecteurs contribue avec le même poids a la détermination de chaque point de l'image à reconstituer, ce qui garantit en fin de traitement, c'est-à-dire sur L'écran du moniteur de 29 télévision une homogénéité parfaite de l'image, même avec des détecteurs qui présenteraient une dispersion de sensibilité notable, et ceci sans préjudice du gain en sensibilité du système, toujours acquis au titre de

l'accumuLation par sommation de n (respectivement n/2) lignes.

Pour obtenir ce mode de fonctionnement très avantageux, La mémoire de Ligne 14, figure 1, doit avoir La capacité d'au moins autant de lignes que de détecteurs dans Le sens trame, soit 11 Lignes en-l'occurrence dans la variante avec mode d'acquisition préalable pour le remplissage de la mémoire d'image, et la même capacité augmentée d'une ligne, soit 12 lignes dans La variante avec renouveLLement progressif cyclique permanent de l'image. Comme pour les modes de réalisation de l'invention décrits cidessus, La sommation est effectuée dans l'additionneur 13 à la cadence Fl/n et is obenus-en sortie transmis cyctiquemen à [es rësti[Lfat s obi'enus-en sort ie..transmi s cyct{iquement à chacune des il Lignes de mémoire par Les moyens de séquencement (signal S fourni par l'organe 10 figure 1). Les moyens de séquencement commutent aussi, à chaque période n/FL Le conducteur 21, respectivement 22, à la sortie de La Ligne de mémoire complète, à cet instant, dans La mémoire de Ligne 14, Le contenu de cette Ligne étant, avant La fin de La période n/Fl suivante, transmis à la mémoire d'image 15 et

cette ligne de mémoire étant simultanément remise à zéro.

L'homme du métier, famiLiarisé avec l'utilisation des circuits intégrés, est apte à effectuer la synchronisation nécessaire au niveau numérique indiquée ci-dessus entre les

organes 6, 13, 14 et 15.

On notera que Le fonctionnement du mode de réalisation de l'invention décrit au paragraphe précédent pourrait être simpLifié du fait de conserver en parallèle sous forme numérique, dans le module de traitement électronique 2 le signal de sortie fourni en paraLLèle sous forme anaLogique en sortie de la caméra 1. Il est cependant toujours intéressant de conserver une sortie numérique sous forme série du signal en provenance de la caméra pour Le fonctionnement habituel du système. D'autre part, Le choix de La valeur 11 pour Le nombre n est surtout destiné à rendre claire l'explication du mode de réalisation en question. Cette valeur faible cooduit à un gain en sensibilité du système seulement égaL à 1,65 ce

qui est généralement insuffisant pour les applications envi-

sagées et on choisira de préférence un nombre entier supérieur au nombre m de détecteurs dans te sens trame. De préférence, Le nombre n est un multiple r dem, ce qui simpLifie l'organisation de La mémoire de ligne 14 et sa gestion par les moyens de séquencement 10, le fonctionnement en écriture et en Lecture de La mémoire 14 étant aLors combiné entre ceLui

des divers modes de réalisation de l'invention décrits ci-

dessus. Par exempLe, on choisit n = 32 x 11 = 352 chacun des 11 détecteurs contribuant à raison de 32 balayages ligne successifs (r = 32) à L'information nécessaire pour une Ligne d'image reconstituée ce qui conduit à un gain en sensibilité de:

V352 - 9,4

et à un temps d'accumulation par Ligne de: 352 x 0,064 x 11 = 247,5 ms ce temps étant aussi celui nécessaire à l'accumulation de 11 lignes consécutives. L'image peut donc être renouvelée au bout d'un temps égal à celui d'un balayage trame dans la caméra, soit: 0,2475 x 255 = 5,74 il Selon un autre mode de réalisation de l'invention décrit ci-dessous enréférence à la figure 3, la mémoire de ligne 14 de la figure 1 est supprimée du fait d'utiliser une seule mémoire qui, par des moyens d'adressage y adaptés, sert

successivement de mémoire de ligne et de mémoire d'image.

Cette mémoire peut se composer de deux mémoires de trame, respectivement paire et impaire. Cependant on se limite

ci-dessous à la description d'une mémoire de trame unique

qui entraîne une duplication des lignes sur l'écran du moniteur de télévision. L'homme de l'art sait adapter le mode de réalisation de la figure 3 à L'utilisation de deux mémoires de trame paire et impaire. Le souci majeur pour l'élaboration du mode de réalisation de la figure 3, plus détaillé que les précédents, a été d'économiser autant que possible la capacité de mémoire, ce qui explique certaines particularités du schéma, non encore évoquées bien qu'elles soient toutes compatibles avec les modes de réalisation décrits ci-dessus. Le double emploi de la mémoire restreint le mode de réalisation de la figure 3 à la variante avec phase d'acquisition préalable. Sur la figure 3 est seulement représentée la partie du module de traitement électronique limitée à l'invention proprement dite, c'est-à-dire une chaîne de traitement du signal anaLogue à ceLLe connectée entre les organes 6 et 11 de la figure 1. L'analyse dans la caméra est supposée être faite par 11 lignes simultanées de La matrice de détection et le signal d'entrée se présenter sous forme numérique série à l'entrée de la première chaine de

commande. Pour la description qui suit on a choisi les mêmes

valeurs que dans le dernier exemple indiqué ci-dessus, soit:

n = 32 x 11 = 352.

L'identification des différents circuits du schéma de la figure 3.est comme suit, de la droite vers la gauche et du haut vers le bas du schéma: : bascule D à sortie trois états 36: additionneur binaire 37: bascule D à sortie trois états 38:'sélecteur de données deux lignes/une ligne, non inverseur (multiplexeur) 39:additionneur binaire :bascule D déclenchée sur front d'horloge ascendant 41:additionneur binaire 42:circuit de réglage du gain 43,44: mémoires à accès aléatoire : circuit inverseur 46: sélecteur de données deux lignes/une ligne, non inverseur (multiplexeur) 47: séquenceur constitué par un additionneur et un compteur par-1 48: circuit-porte NON ET 51,52,53 et 54,55,56: compteurs binaires synchrones 4.bits 57: circuit-porte ET 58:sélecteur de données deux lignes/une ligne, non inverseur (multiplexeur) 59:circuit-porte NON ET 61:compteurs binaires synchrones 4 bits

63: bascule D déclenchée sur front d'horloge ascendant.

64:circuit-porte OU Les différents composants énumérés ci-dessus sont, mises à part Les mémoires 43 et 44, produits par exempLe par La société Signetics dont La société R.T.C. La Radiotechnique Compelec, 130 avenue Ledru Rollin, F - 75540 Paris 11 est la filiale française. Les références commerciales de ces circuits intégrés peuvent être Les suivantes: bascules 35 et 37 - additionneur 36: - sélecteur 38: - additionneur 39: additionneur 41: - mémoires 43 et 44 - sélecteur - séquenceur - compteurs 51 - sélecteur - compteur 46: 47: à 56 58: 61:

: LS 374

deux circuits LS 283 quatre circuits LS 157 quatre circuits LS 283 trois circuits LS 283 : circuit 2167 (15 bottiers de 16 kbits

chacun) de La société INTEL.

LS 157

LS 283 et un compteur LS 163 truqué pour un

comptage cyclique par 11.

: LS 163

LS 157

trois circuits LS 163 truqués pour un

comptage cyclique par 352.

- bascules 40, 63: LS 74.

Les données issues du dispositif de numérisation et de mise en série 6, figure 1, se présentent à L'entrée 65 du schéma de La figure 3 sous la forme de 6 bits en parallèle sur 6 conducteurs pour chaque point d'analyse instantanée de L'image. L'information est transmise, par L'intermédiaire de La bascule 35 qui retarde cette information d'une période d'horloge, à l'additionneur 36 qui reçoit sur une deuxième

entrée multiple la même information en parallèle, directement.

Sur la sortie de L'additionneur 36 apparaît la somme qu'on peut considérer aussi comme La moyenne de L'information relative à deux points successifs à l'entrée 65. La période d'horloge de La bascule 35-est La même que celle pour L'arrivée des points à l'entrée 65 et correspond à la

fréquence Fe de 15 MHz qui est celle du signal P sur l'entrée66.

Chaque valeur moyenne est transmise à La bascule 37 qui a la double fonction de resynchroniser le signal de données qu'eLle reçoit, et de ne transmettre à l'additionneur 39 qu'une sur deux des valeurs d'entrée qu'elle reçoit successivement au moyen d'un signal d'horloge, sur un conducteur 67, deux fois plus lent que celui de la bascule 35. L'étage d'entrée constitué par les circuits 35, 36 et 37 a donc pour but de transformer l'information relative à deux pointssuccessifs en L'information somme (ou moyenne) de ces deux points, ce qui a pour résultat de reduire sensiblement de moitié la capacité des mémoires 43 et 44 et de permettre l'utilisation de circuits moins rapides et donc moins chers en aval de La bascule 37. Après le remplissage des mémoires 43 et 44 qui est effectué pendant le mode acquisition, La Lecture de ces mémoires est effectuée à une cadence telle que chaque point mémoire soit lu deux fois successivement, c'est-2-dire que sur l'écran du moniteur de télévision apparaît une duplication des points, de même

qu'on a une duplication des lignes comme déjà décrit ci-dessus.

Chaque paire de points identiques représente la valeur moyenne de deux points successifs de l'image reconstituée obtenue dans les modes de réalisation relatifs aux figures 1 et 2. A un niveau élémentaire, l'image, sur le moniteur de télévision, est constituée de quadrupLets de points identiques, ce qui ne doit pas être confondu avec l'effet dû à une loupe électronique, cette dernière résultant en un grossissement de l'image comme décrit ci-dessous. En l'occurrence, l'effet obtenu correspond à une perte de définition de l'image due_à une réduction des trois quarts de la capacité nominale de La

mémoire d'image.

Le signal impuLsionnel A sur l'entrée 68 déclenche le processus de fonctionnement qui commence par la phase d'acquisition de l'image pendant laquelle la mémoire d'image

43, 44, est utilisée en même temps comme mémoire de ligne.

Le séquencement de la boucle de calcul (addition) constituée

par la mémoire 43, 44 et par l'additionneur 39 est effectué-

par adressage en écriture et en Lecture au moyen des compteurs 51, 52 et 53 pour L'adressage des points, et des compteurs 54,

, 56 plus le séquenceur 47 pour L'adressage des lignes.

A cet effet, en premier lieu, les compteurs 51, 52, 53 reçoivent sur leur entrée d'horloge le signal P à La fréquence Fe de 15 MHz et sur Leur entrée de chargement CH le signal L, sur l'entrée 69, à la fréquence Fl de 15 625 Hz (période TL de 64 ps), ce signal étant synchronisé par Le signal d'horloge des points, à travers la bascule D 63 et le circuit- porte OU 64 connectés de façon connue comme indiqué sur La figure 3. Par connexions internes préétablies des-compteurs 51, 52 et 53 L'entrée CH a pour fonction de limiter encore le nombre de points à compter par Ligne d'image et de le réduire par exemple à 256 ce qui, étant donné La duplication des points, résulte en une Ligne réduite aux deux tiers de sa longueur maximale sur l'écran du moniteur de télévision. Les bits pour Le comptage d'adresse des points en sortie des compteurs 51 à 53 sont au nombre de 8, sur Le conducteur muLtiple de 71, comptés du deuxième au neuvième rang, de façon que Le bit de poids élémentaire pour L'adressage ait une fréquence d'inversion égale à Fe/2 qui correspond à La prise en compte d!un point sur deux seulement. Le bit de rang un sur un conducteur 72 en sortie est utiLisé pour la commande d'écriture/Lecture E de La mémoire 43, 44 et pour engendrer le signal d'horloge de La bascute D 37. A cet effet, te conducteur 72 est relié à une - entrée du sélecteur 46 qui est sélectionnée pendant le mode d'acquisition (signal FIN A à l'état 1). Le signal sur Le conducteur 72 est ensuite transmis au conducteur 67 à travers Le circuit-porte NON ET 59 qui fonctionne en inverseur, pendant Le mode acquisition, du fait que ses deux autres entrées sont à l'état 1.. On notera que les entrées E des mémoires sont activées en écriture lorsqu'elles sont le siège de l'état logique O, ce qu'indique la notation choisie E à La place de E qui correspondrait à l'activation inverse c'està-dire en Lecture; La même notation a été choisie -pour Le signal FIN A. Deux parmi les trois bits de rang Les plus élevés en sortie du compteur 53 sont utilisés à un niveau logique pour marquer Le début et La fin du comptage des points pendant chaque période de Ligne. L'état 1 ou O de ces deux bits dépend du comptage et de t'influence due à l'activation de l'entrée CH du compteur. L'inscription en mémoire est permise pendant un intervalle de temps compris dans chaque période TL, égaL à 512 Te, Te étant La période d'apparition des points, intervalle pendant lequel au moins l'un des deux bits est à L'état O, Les deux bits étant à L'état 1 en dehors de cet intervaLLe de temps. Pour cela, les deux bits en question sont transmis, à travers le circuit-porte NON ET 48 à une autre entrée du circuit-porte

NON ET 59.

Les compteurs de Lignes 54, 55, 56 reçoivent sur Leur entrée d'horLoge un signal HL déduit du signal L après traitement par Les circuits 61 et 58. Pendant ta phase d'acquisition, Le signal FIN A est à l'état 1 et c'est le signal de sortie à la fréquence FL/352 du compteur 61 qui est sélectionné par le circuit 58 en tant que signal HL. Le compteur 61 reçoit Le signal L sur son entrée d'horloge et est programmé pour émettre une impulsion tous les 352 TL. De façon anaLogue à ce qui a été décrit ci- dessus pour les compteurs de points, les compteurs de Lignes proprement dits 54 et 55 sont initialisés, sur Leur entrée CH par un signal INIT qui, en ce qui concerne la phase d'acquisition, s'identifie au signal A transmis à travers le circuit-porte ET 57 dont l'autre entrée sélectionnée par Le circuit 58 est à L'état'l 1. Comme pour Les points de ligne, Les entrées CH des compteurs 54 et 55 servent, Lorsqu'eLLes sont activées, à centrer un nombre de lignes réduit, en L'occurrence 128

soit une moitié de trame, à L'intérieur de la. trame analysée.

A cet effet, les huit conducteurs de sortie des compteurs 54

et 55 sont reliés à l'additionneur 73 interne au-séquenceur 47.

Le passage de l'état 1 à L'état O du bit de poids le plus faible en sortie du compteur 56, après un cycle complet de comptage par les compteurs 54 et 55, marque La fin de la

phase d'acquisition (passage de FIN A à l'état actif O).

Les 4 sorties du compteur par 11il 74 interne au séquenceur

sont aussi reliées à quatre entrées de L'additionneur 73.

Le compteur 74 reçoit, de façon non représentée, le signal L sur son entrée d'horloge, si bien que la configuration de bits pour l'adressage des lignes en sortie de L'additionneur 73 est incrémentée d'une unité à chaque période Tl, par cycle de 11 unités consécutives avec un retour selon la périodicité 11il TL à la configuration de bits en sortie des compteurs 54 et 55. Chaque fois que 32 cycles consécutifs ont eu Lieu dans le compteur 74, la configuration de bits citée en dernier lieu est incrémentée d'une unité. On fait ainsi correspondre pour la lecture de la mémoire un entrelacement des lignes identique à celui qui existe à l'entrée 65 en conséquence du balayage interne à la caméra, choisi pour la mise en oeuvre de l'invention. Ceci permet de faire coïncider chaque ligne à l'entrée 65 avec la ligne correspondante de la mémoire 43, 44 représentative de la même partie du champ de vision analysé sur deux entrées multiples de l'additionneur 39. Après 32 sommations successives à la cadence 11 Fl de la façon indiquée ci-dessus, chaque ligne est complète et conservée telle quelle dans la mémoire 43, 44 à titre de ligne de mémoire d'image. Pendant la phase d'acquisition, pour bhaque nouvelle ligne de mémoire, il faut s'assurer que l'information sur la deuxième entrée 75 de l'additionneur 39 est nulle. Dans ce but, les données en provenance de la mémoire sur un conducteur 76 sont transmises à l'entrée 75 par l'intermédiaire du sélecteur 38 dont l'entrée de sélection reçoit, par un conducteur 77 un signal logique en provenance de la bascule D 40. Un circuit logique, réalisé à l'aide de la bascule D 40 n sur le front montant de HL et à zéro sur e front mrise à un sur Le front montant de HL et à zéro sur le front

descendant de FL, fournit au conducteur 77 un niveau logique.

Au début de chaque période du signal HL et pendant un temps

égal à une demi période du signal FL, Les signaux sur Le.

conducteur multiple 78 à 15 conducteurs relié à La masse sont sélectionnés et, en dehors de ces intervalles de temps, Les signaux sur le conducteur 76 sont sélectionnés. La mémoire est représentée en deux parties pour des raisons technologiques, deux puces de circuit intégré étant nécessaires pour obtenir la

capacité de mémoire souhaitée soit: 128 x 256 x 15 bits.

Lorsque la moitié du nombre d'adresses possible est atteinte, le conducteur 79 de rang le plus élevé pour L'adressage Lignes de la mémoire 44 change d'état logique, ce qui a pour effet d'inverser les états logiques aux entrées sélection de circuit des mémoires 43 et 44 par L'intermédiaire du circuit inverseur 45 notamment, c'est-à-dire d'inhiber la mémoire 43 tout en activant la mémoire 44. Après que toutes les lignes ont été inscrites en mémoire d'image, le signal FIN A devient actif en passant de L'état logique 1 à l'état logique O, ce qui marque la fin de la phase d'acquisition et le début de la lecture sur Le moniteur de télévision. Le signal FIN A agit de plusieurs façons, du fait de son passage à O, sur le circuit de La figure 3. D'une part, la présence d'un zéro logique en entrée du circuit-porte ET 59 entraîne un niveau 1 ensortie, ce qui positionne en lecture permanente Les mémoires 43 et 44. Le changement d'état Logique sur l'entrée de sélection du sélecteur 46 fait que les 7 premiers conducteurs de sortie des compteurs 54, 55 sont choisis pour l'adressage Ligne de La mémoire à la place des 7.conducteurs de sortie du séquenceur 47. Simultanément, par l'intermédiaire du sélecteur 58, le signal d'horloge HL pour l'adressage des lignes passe de La fréquence FL/352 à la fréquence Fl, alors que le signal INIT s'identifie au

signal T à la fréquencede trame Ft présent sur une entrée 80.

Le signal Ft transmis aux entrées de chargement des compteurs 54 et 55 agit dès lors pour Le centrage des trames successives sur l'écran du moniteur de télévision de La même façon que le

signal L pour le centrage des lignes.

De façon analogue à ce qui est décrit ci-dessus en référence à la figure 1, seuls les 10 bits de poids les plus élevés sont retenus parmi les 15 bits de chaque emplacement mémoire pour la lecture permanente de la mémoire, ce que

symbolise le conducteur multiple 81 sur la figure 3.

L'amputation des 5 bits de poids faibles peut se justifier comme suit: Le bruit est additionné 352 fois. Sa valeur efficace augmente dans un rapport V352 = 18,76 si ce bruit est supposé gaussien. Il a donc une valeur efficace d'environ 32 niveaux soit 5 bits. Il reste ainsi, parmi les bits obtenus, 10 bits significatifs. En réalité, le moniteur de télévision ne peut visualiser plus de 64 niveaux soit 6 bits au maximum. La dynamique de l'information recueillie est donc bien supérieure à celle que le moniteur peut visualiser. Il est nécessaire de prévoir une fonction permettant la visualisation de l'image dans des zones de dynamique pouvant être choisies par l'utilisateur. Le temps d'accumulation (de renouvellement) de l'image pouvant être jugé trop long conduit, pour certaines applications, à choisir une valeur de n nettement inférieure à celle choisie pour le mode de réalisation de la figure 3. Par exemple, Le choix de La valeur: n = 55 (m = 11, r = 5) constitue un bon compromis entre le gain en sensibilité de 3,7 associé:aux possibilités de contraste et le temps de renouvellement de L'image de

0,9 s.

Le conducteur 81 peut être relié directement au convertisseur numérique analogique (11 sur la-figure 1) pour affichage par le moniteur de télévision. IL est cependant intéressant de pouvoir exploiter l'excès de bits significatifs en sortie de la mémoire d'image et, de préférence, un réglage de dynamique (seuil-luminosité et gain-contraste) automatique ou interactif est prévu pour permettre à l'opérateur de voir

L'information qui L'intéresse parmi Les (10) bits significatifs.

Un régLage interactif peut être commandé par Les boutons Luminosité et contraste, Le premier ayant pour effet d'ajouter une constante dépendant de La position du bouton Luminosité et Le second ayant pour effet de multipLier Le résuLtat par 1, 2, 4 ou 8. Sur la figure 3, le régLage de Luminosité est effectué par L'additionneur 41 qui reçoit sur une première entrée les 10 bits sur Le conducteur 81 et sur une deuxième entrée 10 bits sur un conducteur muLtiple 82 commandé de

façon non représentée.connue à partir du bouton luminosité.

Les 11 conducteurs de sortie de L'additionneur 41 sont reliés au circuit de régLage du gain 42 commandé à partir du bouton contraste non représenté par un conducteur muLtipLe à 4 conducteurs 83. Le circuit 42 peut être un muLtipLicateur de La société des Etats-Unisd'Amérique TRW (référence commerciaLe: MPY 12 AJ) ou peut être par exemple constitué par un sélecteur de données analogue aux sélecteurs 38, 46 ou 58 interconnecté avec un circuit Logique de dépassement composé. de circuits- portes ET et OU. On obtient ainsi à la sortie 84 du circuit 42 un signal série composé de 6 bits en paraLlèle, apte à être affiché par les moyens de

visualisation 3 (figure 1) après conversion numérique-analogique.

Pour les modes de réalisation de L'invention décrits ci-dessus, on a vu qu'une Limitation de La capacité de La mémoire d'image souvent nécessaire pour des questions de coût du dispositif entraînait une réduction de ta taille de L'image sur l'écran du moniteur de télévision. Cette réduction, qui est par exempLe de moitié dans Le sens trame dans Le mode de réalisation de La figure 3 peut être mise à profit en Limitant l'ampLitude du balayage trame dans La caméra, ceci pouvant être fait de façon simple paraLlèLement à La réduction de la vitesse de baLayage. On y gagne un temps d'acquisition (de renouveLLement) de L'image réduit dans La même proportion, sans rien changer aux performances du dispositif, soit 2,87 s pour n = 352 dans L'exempLe de La figure 3 ou 0,45 s pour n = 55 avec La même capacité de mémoire. De façon connue d'aiLeurs compatible avec La réduction d'amplitude du balayage trame, il est.aussi possible de réaliser une Loupe électronique numérique par 2 ou par 4 sur l'image mémorisée. L'effet de La Loupe électronique par 2 est un grossissement apparent de l'image sur l'écran du moniteur, obtenu au niveau de La lecture exclusivement par duplication de chaque point de ligne et de chaque ligne d'image, soit une augmentation de La surface d'image dans un rapport 4 sur L'écran. Ceci peut être réalisé par exemple par interposition d'un circuit adéquat 85, figure 3 avec les synchronisations et les séquencements nécessaires, entre La sortie 84, figure 3 et Le convertisseur numérique-anaLogique (11 figure 1). La duplication des points àla fois dans Le sens horizontal et aans Le sens vertical s'accompagne de préférence d'un filtrage spatial qui peut être effectué au niveau numérique ou analogique par réduction de moitié (respectivement du quart dans Le cas d'une loupe par 4) de la bande passante du signal de données en ne conservant que les fréquences basses. Par ailleurs, Le système de thermographie infrarouge selon L'invention convient particulièrement pour L'observation de mobiles. On peut avantageusement Lui adjoindre à cet effet un dispositif de poursuite électronique 86, figure 3 qui a pour effet de redresser L'image du mobile. Cet effet 2E de poursuite peut être obtenu de façon connue par corrélation

Ligne par ligne de l'image à visualiser.

Le système selon l'invention n'est pas Limité à La surveillance maritime avec plate-forme stabilisée. On peut aussi envisager des appLications terrestres pour la détection d'objets lointains. Ce système est aussi utiLisable par exemple pour examiner la déformation des matériaux par

topographie thermique de ces derniers.-

Claims (10)

REVENDICATIONS:

1. Système de thermographie infrarouge comportant d'une part une caméra infrarouge munie d'un dispositif de balayage trame et d'un dispositif de balayage Ligne pour analyser point par point par projection, sur une matrice de détection comportant au moins un détecteur photosensible, l'image d'un champ de vision constituée de champs élémentaires juxtaposés, à raison d'un champ élémentaire par détecteur, d'autre part un module de traitement électronique du signal analogique en sortie de la caméra muni d'au moins un dispositif de numérisation pour ledit signal analogique et d'au moins un convertisseur numérique-analogique dudit signal après traitement, et en troisième lieu des moyens de visualisation sur un moniteur de télévision du signal de sortie dudit convertisseur numériqueanalogique caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour fonctionner en mode d'analyse par accumulation linéale progressive et qu'à cet effet d'une part le mouvement du dispositif de balayage trame est, par des moyens de commande, ralenti par rapport au mode d'analyse habituel connu, de façon que deux quelconques lignes qui se

succèdent dans le temps de l'image du champ de vision-

projetée sur ledit (lesdits) détecteur(s) se chevauchent, le décalage spatial entre ces deux lignes successives étant faible par rapport à la dimension dans le sens trame d'un détecteur de façon telle que chaque champ élémentaire du champ de vision soit analysé un nombre n de fois successivement, à la cadence du balayage ligne par ledit détecteur qui fournit en correspondance n signaux analogiques successifs en sortie de la caméra, d'autre part lesdits n signaux. relatifs à chaque champ élémentaire sont, après mise sous forme numérique, additionnés et mis en mémoire en un emplacement prédéterminé d'une mémoire d'image incorporée. audit module de traitement électronique grâce à un additionneur et aumoins des moyens de séquencement et, en troisième lieu, l'image du champ de vision est restituée sur ledit moniteur de télévision par

Lecture répétitive de Ladite mémoire d'image.

2. Système de thermographie infrarouge seLon La revendication 1 caractérisé en ce que Ledit module de traitement électronique comporte entre Ledit dispositif de numérisation et Ledit convertisseur numériqueanalogique une chaîne de traitement du signal constituée, en cascade, par un

dispositif en boucLe comportant Ledit additionneur et une.

mémoire de Ligne munie d'une première partie desdits moyens de séquencement, et au moins une mémoire de trame faisant partie de Ladite mémoire d'image et munie d'une deuxième partie desdits moyens de séquencement, et que La Lecture répétitive de La mémoire d'image s'effectue en paraLLèle

par rapport à L'inscription de Ladite mémoire d'image.

3. Système de thermographie infrarouge dans LequeL La visualisation sudr Ledit moniteur de télévision s'effectue par trames paires et impaires entreLacées seLon La revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que Ladite mémoire d'image comporte une mémoire de trame paire et une mémoire de trame impaire séparées dont Les entrées d'inscription et Les sorties de Lecture sont commandées par une troisième partie desdlts moyens de séquencement, Les n signaux relatifs à chaque champ élémentaire étant additionnés en deux sommes partieLles successives à raison de n/2 signaux pour chaque somme partieLle, Les résultats des deux sommes partielles fournis en sortie de ladite mémoire de Ligne étant mis en mémoire, respectivement, en des empLacements homologues des deux mémoires de trame

paire, respectivement impaire.

4. -Système de thermographie infrarouge permettant L'analyse simultanée de plusieurs lignes du champ de vision, et comportant à cet effet dans Ladite caméra une matrice de détection constituée, dans le sens trame, par au moins une barrette comportant. un nombre entier m de détecteurs, selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que Ladite mémoire de Ligne a une.capacité d'au moins m + 1 Lignes et comporte en outre une quatrième partie desdits moyens de séquencement dont la fonction est de faire se correspondre à tout instant sur Les deux entrées dudit additionneur des signaux qui

concernent Le même champ élémentaire du champ de vision.

5. Système de thermographie infrarouge selon La revendication 1 caractérisé en ce que Ledit module de traitement électronique destiné à l'analyse par accumulation LinéaLe progressive est constitué par au moins un additionneur, une mémoire d'image comportant une seule mémoire de trame, des moyens de comptage et de séquencement pour L'adressage en écriture et en Lecture de ladite mémoire d'image lors d'une première phase dite d'acquisition qui se déroule pendant un balayage complet du champ de vision au moyen dudit dispositif de balayage trame, lesdits moyens de comptage servant seuls pour L'adressage en tecture de Ladite mémoire d'image Lors d'une deuxième phase de visualisation consécutive à la première phase et pendant laquelle ladite mémoire d'image est lue Ligne par ligne aux fréquences ligne et trame dudit

moniteur de télévision.

6. Système de thermographie Infrarouge selon la revendication 5 caractérisé en ce que ledit module de traitement électronique comporte, connectés entre ledit dispositif de numérisation et Ledit additionneur des moyens pour faire La somme de deux signaux de champ élémentaire quelconques et pour ne transmettre audit additionneur qu'une

parmi deux desdites sommes consécutives quelconques.

7. Système de thermographie infrarouge seLon L'une

des revendications 1-à 6 caractérisé en ce que Ledit module.

de traitement électronique comporte, connectés entre Ladite mémoire d'image et Ledit convertisseur numérique-anaLogique des moyens pour régler La Luminosité et Le contraste du signal

destiné à être visuaLisé.

8. Système de thermographie infrarouge seLon L'une

des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que L'ampLitude du

baLayage trame par Lesdits moyens de baLayage trame est réduite.

9. Système de thermographie infrarouge muni d'une

loupe électronique selon L'une des revendications précédentes

caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de lecture pour visualisation du contenu de la mémoire d'image propres à réaliser, sur l'écran dudit moniteur de télévision, une multiplication de chaque point de Ligne et de chaque Ligne d'image.

10. Système de thermographie infrarouge selon l'une

des revendications précédentes muni d'un dispositif de

poursuite de cible électronique connecté juste en amont

desdits moyens de visualisation.