WO2010069878A1 - Method for acquiring images using a matrix detector - Google Patents

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WO2010069878A1
WO2010069878A1 PCT/EP2009/066957 EP2009066957W WO2010069878A1 WO 2010069878 A1 WO2010069878 A1 WO 2010069878A1 EP 2009066957 W EP2009066957 W EP 2009066957W WO 2010069878 A1 WO2010069878 A1 WO 2010069878A1
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WO
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image
pixels
corrected
reference image
scene
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/066957
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French (fr)
Inventor
Olivier Cocle
Frédéric Bellot
Original Assignee
Thales
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Thales filed Critical Thales
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00Image enhancement or restoration
    • G06T5/50Image enhancement or restoration by the use of more than one image, e.g. averaging, subtraction

Definitions

  • the field of the invention is that of the acquisition of images by means of a matrix detector, in particular an IR detector.
  • the cooled sensors based on quantum detectors using the materials InSb, HgCdTe or AsGa (QWIP technology), uncooled pyroelectric or bolometric sensors (VOx or ⁇ Si) present on the same matrix of individual detectors, different responses to each other; some of these individual detectors are not usable because of a too weak, non-linear, too noisy or saturated response, etc., and generate in the image defective pixels. They can prevent the detection of objects of interest and in particular targets in the directions corresponding to these detectors.
  • the target whose image is smaller than the size of a pixel can be projected on the same pixel for a long time (tangential velocity null, or displacement of small amplitude compared to the resolution of the sensor).
  • the detection of this target can not take place if the target is projected on a dead detector, which reduces the overall performance of the system and can make it unacceptable in the case in particular of airborne, naval or earthly.
  • One of the quality criteria of the matrix detector is the operability rate, ie the percentage of usable individual detectors. This criterion defines ranges of matrix detectors whose cost price varies according to the desired level of operability. In order to have low-cost detectors, a number of defective individual detectors that can be large and sometimes contiguous are tolerated, thus forming aggregates designated "clusters" in English.
  • the correction of defective pixels is obtained by time extrapolation.
  • the invention consists in reconstructing the image from a detector generating defective pixels, by using the valid pixels of the preceding images which are spatially at the same location.
  • the information from the visualized scene, which could be hidden behind an aggregate of defective pixels, is thus unmasked by moving the line of sight, that is to say by modifying the position of the defective pixels relative to the scene.
  • This solution makes it possible to replace the defective pixels with pixels having original information of the scene and not with a pixel reconstructed from other information already present in the image at the same time.
  • the subject of the invention is a method for correcting images of a scene by means of a matrix detector, these images comprising defective pixels previously listed. It comprises a step of acquiring an image of the scene, called the image to be corrected, whose line of sight is shifted by a determined offset D with respect to the line of sight of a reference image of the scene comprising valid pixels, and a step of processing the acquired images which comprises the following substeps:
  • the image reference is initially constructed as follows:
  • a pixel of the reference image is declared invalid if its age counted in number of replacement absences is greater than a maximum age.
  • a pixel of the reference image is replaced, it is declared valid and its age is set to 0 otherwise for each other pixel, if its age is less than a maximum age, its age is incremented by 1 otherwise the pixel is declared invalid.
  • the defective pixels of said image to be corrected when the defective pixels of said image to be corrected are not replaced, these pixels being designated residual defective pixels, it comprises a step of correcting the residual defective pixels of said image, by spatial extrapolation with pixels of the same picture.
  • the residual defective pixels are possibly listed in a table.
  • the invention also relates to an imaging system equipped with an image acquisition device of a scene which comprises a matrix detector, and a unit for processing acquired images, characterized in that the unit of treatment includes means of implementation of the described method. It possibly includes a device for orienting the line of sight of the detector.
  • the processing unit comprises means for determining the offset D, means for storing the offset D, the table of defective pixels and a reference image and possibly a table of residual defective pixels.
  • FIG. 1 represents a flowchart describing the main steps of the method according to the invention
  • FIGS. 2 diagrammatically illustrate the different steps of registration of the reference image with the image to be corrected
  • FIG. 3 diagrammatically represents an imaging system according to the invention.
  • the defective pixels of the images come from defective individual detectors; these defective pixels are known and listed for example in a table.
  • a pixel is declared defective if it is unusable. This is the case when, for example, its value is outside a predetermined range of values, or possibly lower than a threshold value.
  • the defective pixels are corrected in the images from a reference image.
  • the pixels of the reference image are associated with a validity status which will be defined later: this reference image therefore comprises valid or invalid pixels.
  • the size of the reference image is at least equal to that of the images to be corrected. It is preferably larger, typically 1, 5 times larger.
  • the method according to the invention comprises a step of acquiring an image of scene 4, called the image to be corrected 1 whose line of sight is shifted with respect to the line of sight of the previous image (of the scene), of a determined shift D; it corresponds to the scene A 2 .
  • the position of the pixels relative to the scene is modified and in particular that of the defective pixels: the information from the displayed scene, which is hidden behind the defective pixels of the image to correct can be unmasked when they are on valid pixels of the reference image.
  • the process of replacing the defective pixels in the image to be corrected will be described in relation to the flowchart of FIG. 1 and FIGS. 2b and 2c; they are replaced by the valid pixels of the reference image.
  • Each pixel of the reference image 2 is of course associated with its value (its gray level or color level) as well as a validity status (step G).
  • the pixel is declared valid if a validity criterion is fulfilled. This criterion is for example based on the age of the pixel counted in number of images without replacement.
  • a pixel of the reference image is declared valid if: - it has already been replaced by a pixel of an acquired image - and if the pixel is not too old, that is to say if its age n ' has not reached a predetermined maximum age. This maximum age can be set according to different criteria such as the speed of movement of the line of sight, or the image acquisition rate.
  • the pixel is declared invalid and listed as such in the status associated with the pixel.
  • the spatially corresponding pixel in the reference image is valid. As illustrated in FIG. 2, this spatial correspondence is obtained by recalibrating the two images with respect to each other from the determined offset D (step B), in order to be able to compare the pixels representing the same information of the displayed scene: gets a dummy reference image 2 '.
  • the locations of the pixels are generally located from an orthonormal reference frame Ox, Oy.
  • the registration of the images then consists, for example, in translating the repository.
  • step F If the pixel of the reference image 2 'is valid, it is used in the image to be corrected 1 to replace the defective pixel (steps C1 and C2), otherwise it is not used and preferably we index the pixel remaining defective of the image to be corrected in the table of residual defective pixels 32 (step F).
  • This table can be used for a complementary correction (step E) based on a spatial extrapolation of the residual defective pixels with other pixels of the same image.
  • this refresh can be performed:
  • each image to be corrected ie at the image frequency, or at a periodicity to be determined, or according to the offset applied, - or any other criterion.
  • steps A are repeated by acquiring a new image to be corrected, whose line of sight is shifted with respect to the previous image (and therefore with respect to the reference image) of a new shift D (step A).
  • the refreshed reference image becomes the reference image to be recalibrated.
  • D offsets in order to spatially recalive the successive images.
  • This mechanism can be external or internal. It can come from information of the system carrier or the system itself.
  • Portable cameras that have an image stabilization system must have information on the movement of the line of sight. In other cases, the shift D of the line of sight is imposed by the imaging system.
  • Offsets (undergoing or imposed) are stored for use when resetting images to each other.
  • FIG. 3 An example of an imaging system according to the invention is shown in FIG. 3. It comprises an image acquisition device of a scene which comprises a matrix detector 10, a device 20 for orienting the line of sight of the detector. , and a processing unit 30 acquired images.
  • This processing unit comprises means for implementing the method described above. It is connected to storage means 31 of the table of defective pixels that have been previously listed.
  • It includes means for determining and storing 32 offsets
  • the means for determining the offset D may be means for measuring the offset D when it is for example a shift undergone; this is illustrated by the arrow that goes from the detector 10 to the device 20 which calculates this offset.
  • the shift can also be imposed; this is illustrated by the arrow that goes from the device 20 to the detector 10.
  • a reference image of 576 ⁇ 432 pixels can be considered. ie 1, 5 times larger than the image to be corrected.
  • the reference image and the image to be corrected are recalibrated with each other, only part of the reference image is taken into account during the pixel replacement process: it is of course the part corresponding spatially to that of the image to correct.
  • the successive offsets typically vary from 1 to 10 pixels without this value being limiting (it is reasonable not to exceed a quarter of the size of the image). These offsets may or may not be identical from one image to another.

Abstract

The invention relates to a method for acquiring images of a scene (4), said images comprising previously indexed faulty pixels (101). The method includes a step of acquiring, using a matrix detector (10), an image of the scene, referred to as an image to be corrected (1), having a line of sight that is offset by a predetermined offset D relative to the line of sight of a reference image (2') of the scene including valid pixels (200), and a step of processing the acquired images that comprises the following sub-steps: resetting (B) the reference image (2) with the image to be corrected (1) from the offset D; replacing (C1, C2) the indexed faulty pixels (101) of the image to be corrected with the valid pixels (200) of the reference image (2') representing the same information of the scene (4) in order to obtain a corrected image (3); if a predetermined rejuvenation criterion is respected, rejuvenating (D) the reference image (2') by replacing the pixels of the reference image with the non-faulty pixels (101) of said image to be corrected; repeating the above sub-steps while acquiring (A), using the matrix detector (10), a new image to be corrected having a line of sight that is offset relative to the previous image to be corrected by a new offset D.

Description

PROCEDE D'ACQUISITION D'IMAGES AU MOYEN D'UN DETECTEUR MATRICIEL METHOD FOR ACQUIRING IMAGES USING A MATRIX DETECTOR
Le domaine de l'invention est celui de l'acquisition d'images au moyen d'un détecteur matriciel, notamment un détecteur IR.The field of the invention is that of the acquisition of images by means of a matrix detector, in particular an IR detector.
Un des problèmes majeurs qui doit être résolu pour fournir une image infra rouge de bonne qualité est la correction des non-uniformités des détecteurs infrarouges quelle que soit la technologie.One of the major problems that must be solved to provide a good quality infrared image is the correction of the non-uniformities of infrared detectors regardless of the technology.
Les capteurs refroidis basés sur des détecteurs quantiques utilisant les matériaux InSb, HgCdTe ou AsGa (technologie QWIP), les capteurs non refroidis pyro-électriques ou bolométriques (VOx ou αSi) présentent sur une même matrice de détecteurs individuels, des réponses différentes entre eux ; certains de ces détecteurs individuels ne sont pas utilisables en raison d'une réponse trop faible, non linéaire, trop bruitée ou saturée, etc, et génèrent dans l'image des pixels défectueux. Ils peuvent empêcher la détection d'objets d'intérêt et notamment de cibles situées dans les directions correspondant à ces détecteurs.The cooled sensors based on quantum detectors using the materials InSb, HgCdTe or AsGa (QWIP technology), uncooled pyroelectric or bolometric sensors (VOx or αSi) present on the same matrix of individual detectors, different responses to each other; some of these individual detectors are not usable because of a too weak, non-linear, too noisy or saturated response, etc., and generate in the image defective pixels. They can prevent the detection of objects of interest and in particular targets in the directions corresponding to these detectors.
En effet, pour les systèmes de veille grand champ par exemple, utilisant des matrices de détecteurs, la cible dont l'image est plus petite que la taille d'un pixel, peut être projetée sur le même pixel pendant une longue période (vitesse tangentielle nulle, ou déplacement de faible amplitude par rapport à la résolution du capteur). Dans ce cas, la détection de cette cible ne peut avoir lieu si la cible est projetée sur un détecteur mort, ce qui diminue la performance globale du système et peut rendre celle-ci inacceptable dans le cas notamment de systèmes de veille aéroportée, navale ou terrestre. Un des critères de qualité du détecteur matriciel est le taux d'opérabilité, c'est-à-dire le pourcentage de détecteurs individuels utilisables. Ce critère définit des gammes de détecteurs matriciels dont le coût de revient varie en fonction du niveau d'opérabilité voulu. Pour avoir des détecteurs faible coût, on tolère un nombre de détecteurs individuels défectueux pouvant être important et parfois contigus formant ainsi des agrégats désignés « clusters » en anglais.Indeed, for wide-field monitoring systems for example, using detector arrays, the target whose image is smaller than the size of a pixel, can be projected on the same pixel for a long time (tangential velocity null, or displacement of small amplitude compared to the resolution of the sensor). In this case, the detection of this target can not take place if the target is projected on a dead detector, which reduces the overall performance of the system and can make it unacceptable in the case in particular of airborne, naval or earthly. One of the quality criteria of the matrix detector is the operability rate, ie the percentage of usable individual detectors. This criterion defines ranges of matrix detectors whose cost price varies according to the desired level of operability. In order to have low-cost detectors, a number of defective individual detectors that can be large and sometimes contiguous are tolerated, thus forming aggregates designated "clusters" in English.
Plusieurs techniques sont utilisées actuellement pour remplacer les pixels défectueux : elles consistent à réaliser des interpolations spatiales plus ou moins complexes. Quelles que soient la subtilité et la complexité des solutions basées sur des interpolations et filtrages spatiaux, l'information qui n'a pas été acquise ne peut être reconstruite avec une garantie de réalité, en particulier dans le cas d'agrégats importants. Les solutions complexes permettent de présenter une image agréable à l'œil mais ne régénèrent pas les informations disparues.Several techniques are currently used to replace the defective pixels: they consist of making spatial interpolations more or less complex. Whatever the subtlety and complexity of solutions based on interpolations and spatial filtering, information that has not been acquired can not be reconstructed with a guarantee of reality, especially in the case of large aggregates. Complex solutions allow to present an image pleasing to the eye but do not regenerate the missing information.
En conséquence, il demeure à ce jour un besoin pour la correction de pixels défectueux d'un détecteur matriciel donnant simultanément satisfaction à l'ensemble des exigences précitées, à savoir une correction par une valeur proche de celle qu'ils auraient du avoir s'ils avaient été valides.Consequently, there remains to this day a need for the correction of defective pixels of a matrix detector simultaneously satisfying all the aforementioned requirements, namely a correction by a value close to that which they should have had. they had been valid.
Selon l'invention, la correction de pixels défectueux est obtenue par extrapolation temporelle. L'invention consiste à reconstruire l'image issue d'un détecteur générant des pixels défectueux, en utilisant les pixels valides des images précédentes qui se trouvent spatialement au même endroit. Les informations issues de la scène visualisée, qui pouvaient être dissimulées derrière un agrégat de pixels défectueux sont ainsi démasquées en bougeant la ligne de visée, c'est-à-dire en modifiant la position des pixels défectueux relativement à la scène. Cette solution permet de remplacer les pixels défectueux par des pixels ayant une information originale de la scène et non pas par un pixel reconstruit à partir d'autres informations déjà présentes dans l'image au même instant.According to the invention, the correction of defective pixels is obtained by time extrapolation. The invention consists in reconstructing the image from a detector generating defective pixels, by using the valid pixels of the preceding images which are spatially at the same location. The information from the visualized scene, which could be hidden behind an aggregate of defective pixels, is thus unmasked by moving the line of sight, that is to say by modifying the position of the defective pixels relative to the scene. This solution makes it possible to replace the defective pixels with pixels having original information of the scene and not with a pixel reconstructed from other information already present in the image at the same time.
Plus précisément l'invention a pour objet un procédé de correction d'images d'une scène au moyen d'un détecteur matriciel, ces images comportant des pixels défectueux préalablement répertoriés. Il comprend une étape d'acquisition d'une image de la scène, dite image à corriger, dont la ligne de visée est décalée d'un décalage déterminé D par rapport à la ligne de visée d'une image de référence de la scène comportant des pixels valides, et une étape de traitement des images acquises qui comprend les sous-étapes suivantes :More specifically, the subject of the invention is a method for correcting images of a scene by means of a matrix detector, these images comprising defective pixels previously listed. It comprises a step of acquiring an image of the scene, called the image to be corrected, whose line of sight is shifted by a determined offset D with respect to the line of sight of a reference image of the scene comprising valid pixels, and a step of processing the acquired images which comprises the following substeps:
- recaler l'image de référence avec cette image à corriger à partir du décalage D ,- readjust the reference image with this image to be corrected from the offset D,
- remplacer les pixels défectueux répertoriés de l'image à corriger par les pixels valides de l'image de référence, représentant les mêmes informations de la scène, en vue d'obtenir une image corrigée,replace the defective pixels listed in the image to be corrected by the valid pixels of the reference image, representing the same scene information, in order to obtain a corrected image,
- rafraîchir l'image de référence en remplaçant les pixels de l'image de référence par les pixels non défectueux de ladite image à corriger,refreshing the reference image by replacing the pixels of the reference image by the non-defective pixels of said image to be corrected,
- réitérer les sous-étapes précédentes en acquérant une nouvelle image à corriger dont la ligne de visée est décalée par rapport à l'image à corriger précédente, d'un nouveau décalage déterminé D. Selon une caractéristique de l'invention, l'image de référence est construite initialement de la façon suivante :repeating the preceding substeps by acquiring a new image to be corrected, the line of sight of which is shifted with respect to the previous image to be corrected, of a new determined shift D. According to one characteristic of the invention, the image reference is initially constructed as follows:
- tous les pixels de l'image de référence sont déclarés non valides,- all the pixels of the reference image are declared invalid,
- acquisition et mémorisation d'une image de la scène, - remplacement des pixels de l'image de référence par les pixels non défectueux de l'image de la scène.- acquisition and storage of an image of the scene, - replacement of the pixels of the reference image by the non-defective pixels of the image of the scene.
Selon une autre caractéristique de l'invention, un pixel de l'image de référence est déclaré non valide si son âge compté en nombre d'absences de remplacement, est supérieur à un âge maximal. De préférence, lorsque qu'un pixel de l'image de référence est remplacé, il est déclaré valide et son âge est mis à 0 sinon pour chaque autre pixel, si son âge est inférieur à un âge maximal, son âge est incrémenté de 1 , sinon le pixel est déclaré non valide.According to another characteristic of the invention, a pixel of the reference image is declared invalid if its age counted in number of replacement absences is greater than a maximum age. Preferably, when a pixel of the reference image is replaced, it is declared valid and its age is set to 0 otherwise for each other pixel, if its age is less than a maximum age, its age is incremented by 1 otherwise the pixel is declared invalid.
Selon une variante privilégiée, lorsque les pixels défectueux de ladite image à corriger ne sont pas remplacés, ces pixels étant désignés pixels défectueux résiduels, il comprend une étape de correction des pixels défectueux résiduels de ladite image, par extrapolation spatiale avec des pixels de la même image.According to a preferred variant, when the defective pixels of said image to be corrected are not replaced, these pixels being designated residual defective pixels, it comprises a step of correcting the residual defective pixels of said image, by spatial extrapolation with pixels of the same picture.
Les pixels défectueux résiduels sont éventuellement répertoriés dans une table.The residual defective pixels are possibly listed in a table.
L'invention a aussi pour objet un système d'imagerie équipé d'un dispositif d'acquisition d'images d'une scène qui comprend un détecteur matriciel, et une unité de traitement des images acquises, caractérisé en ce que l'unité de traitement comprend des moyens de mise en œuvre du procédé décrit. Il comprend éventuellement un dispositif d'orientation de la ligne de visée du détecteur.The invention also relates to an imaging system equipped with an image acquisition device of a scene which comprises a matrix detector, and a unit for processing acquired images, characterized in that the unit of treatment includes means of implementation of the described method. It possibly includes a device for orienting the line of sight of the detector.
Selon une caractéristique de l'invention, l'unité de traitement comprend un moyen pour déterminer le décalage D, des moyens de mémorisation du décalage D, de la table des pixels défectueux et d'une image de référence et éventuellement d'une table de pixels défectueux résiduels.According to a characteristic of the invention, the processing unit comprises means for determining the offset D, means for storing the offset D, the table of defective pixels and a reference image and possibly a table of residual defective pixels.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente un organigramme décrivant les principales étapes du procédé selon l'invention, les figures 2 illustrent schématiquement les différentes étapes de recalage de l'image de référence avec l'image à corriger, la figure 3 représente schématiquement un système d'imagerie selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the detailed description which follows, given by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 represents a flowchart describing the main steps of the method according to the invention, FIGS. 2 diagrammatically illustrate the different steps of registration of the reference image with the image to be corrected, FIG. 3 diagrammatically represents an imaging system according to the invention.
D'une figure à l'autre, les mêmes éléments sont repérés par les mêmes références.From one figure to another, the same elements are identified by the same references.
Les pixels défectueux des images proviennent de détecteurs individuels défectueux ; ces pixels défectueux sont connus et répertoriés par exemple dans une table.The defective pixels of the images come from defective individual detectors; these defective pixels are known and listed for example in a table.
Un pixel est déclaré défectueux s'il est inutilisable. C'est le cas lorsque par exemple sa valeur est en-dehors d'une gamme de valeurs prédéterminée, ou éventuellement inférieure à une valeur seuil.A pixel is declared defective if it is unusable. This is the case when, for example, its value is outside a predetermined range of values, or possibly lower than a threshold value.
Les pixels défectueux sont corrigés dans les images à partir d'une image de référence. Les pixels de l'image de référence sont associés à un statut de validité qui sera défini plus loin : cette image de référence comporte donc des pixels valides ou non valides.The defective pixels are corrected in the images from a reference image. The pixels of the reference image are associated with a validity status which will be defined later: this reference image therefore comprises valid or invalid pixels.
La taille de l'image de référence est au moins égale à celle des images à corriger. Elle est de préférence plus grande, typiquement 1 ,5 fois plus grande.The size of the reference image is at least equal to that of the images to be corrected. It is preferably larger, typically 1, 5 times larger.
L'image de référence est par exemple construite initialement de la façon suivante illustrée figure 2a. Dans un premier temps, tous les pixels de l'image de référence sont déclarés non valides : on a une image de référence 2' vide. Puis une image de la scène 4 est acquise et mémorisée (elle est désignée image à corriger 1 et correspond à la scène 4-ι) et les pixels de l'image de référence 2' sont remplacés (ou rajeunis) par les pixels valides de cette image 1 de la scène 4 : on obtient une image de référence rafraîchie 2. Cela revient à appliquer le processus décrit plus loin avec D=O. On obtient ainsi une image de référence 2 initiale qui comprend des pixels non valides 201 , qui correspondent aux pixels défectueux 101 répertoriés et les pixels hors taille image acquise. Cette image de référence étant obtenue, le procédé selon l'invention comprend une étape d'acquisition d'une image de la scène 4, dite image à corriger 1 dont la ligne de visée est décalée par rapport à la ligne de visée de l'image précédente (de la scène), d'un décalage déterminé D ; elle correspond à la scène A2. De cette façon, d'une image à l'autre, la position des pixels relativement à la scène est modifiée et notamment celle des pixels défectueux : les informations issues de la scène visualisée, qui sont dissimulées derrière les pixels défectueux de l'image à corriger peuvent ainsi être démasquées lorsqu'elles sont sur des pixels valides de l'image de référence. On va décrire le processus de remplacement des pixels défectueux dans l'image à corriger en relation avec l'organigramme de la figure 1 et les figures 2b et 2c; ils sont remplacés par les pixels valides de l'image de référence.For example, the reference image is initially constructed as follows, as shown in FIG. 2a. At first, all the pixels of the reference image are declared invalid: we have a reference image 2 'empty. Then an image of the scene 4 is acquired and stored (it is designated image to be corrected 1 and corresponds to the scene 4-ι) and the pixels of the reference image 2 'are replaced (or rejuvenated) by the valid pixels of this image 1 of scene 4: we obtain a refreshed reference image 2. This amounts to applying the process described later with D = O. An initial reference image 2 is thus obtained that includes invalid pixels 201, which correspond to the defective pixels 101 listed and the acquired image size pixels. As this reference image is obtained, the method according to the invention comprises a step of acquiring an image of scene 4, called the image to be corrected 1 whose line of sight is shifted with respect to the line of sight of the previous image (of the scene), of a determined shift D; it corresponds to the scene A 2 . In this way, from one image to another, the position of the pixels relative to the scene is modified and in particular that of the defective pixels: the information from the displayed scene, which is hidden behind the defective pixels of the image to correct can be unmasked when they are on valid pixels of the reference image. The process of replacing the defective pixels in the image to be corrected will be described in relation to the flowchart of FIG. 1 and FIGS. 2b and 2c; they are replaced by the valid pixels of the reference image.
A chaque pixel de l'image de référence 2' est bien sûr associé sa valeur (son niveau de gris ou de couleur) ainsi qu'un statut de validité (étape G). Le pixel est déclaré valide si un critère de validité est rempli. Ce critère est par exemple fondé sur l'âge du pixel compté en nombre d'images sans remplacement. Un pixel de l'image de référence est déclaré valide si : - il a déjà été remplacé par un pixel d'une image acquise - et si le pixel n'est pas trop vieux c'est-à-dire si son âge n'a pas atteint un âge maximal prédéterminé. Cet âge maximal peut être paramétré en fonction de différents critères comme la vitesse de déplacement de la ligne de visée, ou la fréquence d'acquisition image. Si l'un de ces critères n'est pas satisfait, le pixel est déclaré non valide et répertorié à ce titre dans le statut associé au pixel. Pour chaque pixel répertorié dans la table 31 des pixels défectueux, on regarde si le pixel correspondant spatialement dans l'image de référence est valide. Comme illustré figures 2, cette correspondance spatiale est obtenue en recalant les deux images l'une par rapport à l'autre à partir du décalage déterminé D (étape B), pour pouvoir comparer les pixels représentant les mêmes informations de la scène visualisée : on obtient une image de référence recalée 2'. Les emplacements des pixels sont généralement repérés à partir d'un référentiel orthonormé Ox, Oy. Le recalage des images consiste alors par exemple à réaliser une translation du référentiel.Each pixel of the reference image 2 'is of course associated with its value (its gray level or color level) as well as a validity status (step G). The pixel is declared valid if a validity criterion is fulfilled. This criterion is for example based on the age of the pixel counted in number of images without replacement. A pixel of the reference image is declared valid if: - it has already been replaced by a pixel of an acquired image - and if the pixel is not too old, that is to say if its age n ' has not reached a predetermined maximum age. This maximum age can be set according to different criteria such as the speed of movement of the line of sight, or the image acquisition rate. If one of these criteria is not satisfied, the pixel is declared invalid and listed as such in the status associated with the pixel. For each pixel listed in the table 31 of the defective pixels, it is examined whether the spatially corresponding pixel in the reference image is valid. As illustrated in FIG. 2, this spatial correspondence is obtained by recalibrating the two images with respect to each other from the determined offset D (step B), in order to be able to compare the pixels representing the same information of the displayed scene: gets a dummy reference image 2 '. The locations of the pixels are generally located from an orthonormal reference frame Ox, Oy. The registration of the images then consists, for example, in translating the repository.
Si le pixel de l'image de référence 2' est valide, on l'utilise dans l'image à corriger 1 pour remplacer le pixel défectueux (étapes C1 et C2), sinon on ne l'utilise pas et de préférence on répertorie le pixel resté défecteux de l'image à corriger dans la table des pixels défectueux résiduels 32 (étape F). Cette table peut être utilisée pour une correction complémentaire (étape E) basée sur une extrapolation spatiale des pixels défectueux résiduels avec d'autres pixels de la même image.If the pixel of the reference image 2 'is valid, it is used in the image to be corrected 1 to replace the defective pixel (steps C1 and C2), otherwise it is not used and preferably we index the pixel remaining defective of the image to be corrected in the table of residual defective pixels 32 (step F). This table can be used for a complementary correction (step E) based on a spatial extrapolation of the residual defective pixels with other pixels of the same image.
Pour les autres pixels de l'image à corriger (qui ne sont donc pas défectueux), on les copie dans l'image de référence c'est-à-dire que leur valeur est attribuée aux pixels correspondants de l'image de référence ; en outre, ces pixels copiés sont déclarés valides et leur âge est égal à 0 ce qui se traduit par le statut : V,0. L'image de référence est ainsi rafraîchie (étapeFor the other pixels of the image to be corrected (which are therefore not defective), they are copied into the reference image, that is to say that their value is assigned to the corresponding pixels of the reference image; in addition, these copied pixels are declared valid and their age is 0 which results in the status: V, 0. The reference image is thus refreshed (step
D) au fur et à mesure des corrections : on obtient une image de référence rafraîchie 2. En fait elle est en partie rafraîchie puisque seulement certains pixels sont rafraîchis.D) as and when corrections are made: we get a refreshed reference image 2. In fact it is partially refreshed since only some pixels are refreshed.
Pour les pixels de l'image de référence qui n'ont pas été rafraîchis et qui sont valides, leur âge est incrémenté de 1 . Ceci s'applique aussi lorsque l'image de référence est plus grande que l'image à corriger, aux pixels de l'image de référence situés en dehors de ceux de l'image à corriger après recalage : ceci est représenté sur l'image de référence rafraîchie des figures 2B et 2C.For pixels in the reference image that have not been refreshed and are valid, their age is incremented by 1. This also applies when the reference image is larger than the image to be corrected, to the pixels of the reference image located outside those of the image to be corrected after registration: this is represented on the image Refreshed reference numerals of FIGS. 2B and 2C.
Plus généralement, ce rafraîchissement peut être effectué :More generally, this refresh can be performed:
- à chaque itération c'est-à-dire pour chaque image à corriger, soit donc à la fréquence image, - ou selon une périodicité à déterminer, ou selon le décalage appliqué, - ou tout autre critère.at each iteration, that is to say for each image to be corrected, ie at the image frequency, or at a periodicity to be determined, or according to the offset applied, - or any other criterion.
Ces étapes sont réitérées en acquérant une nouvelle image à corriger, dont la ligne de visée est décalée par rapport à l'image précédente (et donc par rapport à l'image de référence) d'un nouveau décalage D (étape A). L'image de référence rafraîchie devient l'image de référence à recaler.These steps are repeated by acquiring a new image to be corrected, whose line of sight is shifted with respect to the previous image (and therefore with respect to the reference image) of a new shift D (step A). The refreshed reference image becomes the reference image to be recalibrated.
Pour mettre en œuvre cette invention dans un système d'imagerie tel qu'une caméra (ou jumelle), il est nécessaire pour le système d'avoir accès à la mesure du mouvement de la ligne de visée, c'est-à-dire aux décalages D afin de pouvoir recaler spatialement les images successives. Ce mécanisme peut être externe ou interne. Il peut venir d'informations du porteur du système ou du système lui-même. Les caméras portables qui disposent d'un système de stabilisation d'image possèdent obligatoirement l'information sur le mouvement de la ligne de visée. Dans d'autres cas, le décalage D de la ligne de visée est imposé par le système d'imagerie.To implement this invention in an imaging system such as a camera (or binocular), it is necessary for the system to have access to the measurement of the movement of the line of sight, i.e. D offsets in order to spatially recalive the successive images. This mechanism can be external or internal. It can come from information of the system carrier or the system itself. Portable cameras that have an image stabilization system must have information on the movement of the line of sight. In other cases, the shift D of the line of sight is imposed by the imaging system.
Les décalages (subis ou imposés) sont mémorisés pour être utilisés lors du recalage des images entre elles.Offsets (undergoing or imposed) are stored for use when resetting images to each other.
Un exemple de système d'imagerie selon l'invention est montré figure 3. Il comprend un dispositif d'acquisition d'images d'une scène qui comprend un détecteur matriciel 10, un dispositif 20 d'orientation de la ligne de visée du détecteur, et une unité de traitement 30 des images acquises.An example of an imaging system according to the invention is shown in FIG. 3. It comprises an image acquisition device of a scene which comprises a matrix detector 10, a device 20 for orienting the line of sight of the detector. , and a processing unit 30 acquired images.
Cette unité de traitement comprend des moyens de mise en œuvre du procédé précédemment décrit. Elle est reliée à des moyens de mémorisation 31 de la table des pixels défectueux qui ont été préalablement répertoriés.This processing unit comprises means for implementing the method described above. It is connected to storage means 31 of the table of defective pixels that have been previously listed.
Elle comprend des moyens pour déterminer et mémoriser 32 les décalagesIt includes means for determining and storing 32 offsets
D, l'image de référence, et de préférence une table des pixels défectueux résiduels.D, the reference image, and preferably a table of residual defective pixels.
Les moyens pour déterminer le décalage D peuvent être des moyens de mesure du décalage D lorsqu'il s'agit par exemple d'un décalage subi ; ceci est illustré par la flèche qui va du détecteur 10 vers le dispositif 20 qui calcule ce décalage. Le décalage peut aussi être imposé ; ceci est illustré par la flèche qui va du dispositif 20 vers le détecteur 10.The means for determining the offset D may be means for measuring the offset D when it is for example a shift undergone; this is illustrated by the arrow that goes from the detector 10 to the device 20 which calculates this offset. The shift can also be imposed; this is illustrated by the arrow that goes from the device 20 to the detector 10.
Pour des images à corriger comportant par exemple 384 x 288 pixels, on peut considérer une image de référence de 576 x 432 pixels, c'est- à-dire 1 ,5 fois plus grande que l'image à corriger. Lorsque l'image de référence et l'image à corriger sont recalées entre elles, seule une partie de l'image de référence est prise en compte pendant le processus de remplacement des pixels : il s'agit bien sûr de la partie correspondant spatialement à celle de l'image à corriger.For images to be corrected with, for example, 384 x 288 pixels, a reference image of 576 × 432 pixels can be considered. ie 1, 5 times larger than the image to be corrected. When the reference image and the image to be corrected are recalibrated with each other, only part of the reference image is taken into account during the pixel replacement process: it is of course the part corresponding spatially to that of the image to correct.
Les décalages successifs varient typiquement de 1 à 10 pixels sans que cette valeur soit limitative (il est raisonnable de ne pas dépasser un quart de la taille de l'image). Ces décalages peuvent être identiques ou non d'une image à l'autre. The successive offsets typically vary from 1 to 10 pixels without this value being limiting (it is reasonable not to exceed a quarter of the size of the image). These offsets may or may not be identical from one image to another.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de correction d'images d'une scène (4), ces images comportant des pixels défectueux (101 ) préalablement répertoriés, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'acquisition au moyen d'un détecteur matriciel (10) d'une image de la scène, dite image à corriger (1 ), dont la ligne de visée est décalée d'un décalage déterminé D par rapport à la ligne de visée d'une image de référence (2') de la scène comportant des pixels valides (200), et une étape de traitement des images acquises qui comprend les sous-étapes suivantes :1. Method for correcting images of a scene (4), these images comprising defective pixels (101) previously listed, characterized in that it comprises an acquisition step by means of a matrix detector (10) of an image of the scene, called the image to be corrected (1), whose line of sight is shifted by a determined offset D with respect to the line of sight of a reference image (2 ') of the pixel scene valid (200), and a step of processing acquired images that includes the following substeps:
- recaler (B) l'image de référence (2) avec l'image à corriger (1 ) à partir du décalage D, - remplacer (C1 , C2) les pixels défectueux (101 ) répertoriés de l'image à corriger (1 ) par les pixels valides (200) de l'image de référence (2'), représentant les mêmes informations de la scène (4), en vue d'obtenir une image corrigée (3),- Recalibrate (B) the reference image (2) with the image to be corrected (1) from the shift D, - Replace (C1, C2) the defective pixels (101) listed in the image to be corrected (1). ) by the valid pixels (200) of the reference image (2 '), representing the same information of the scene (4), in order to obtain a corrected image (3),
- rafraîchir (D) l'image de référence (2') en remplaçant les pixels de l'image de référence par les pixels non défectueux (101 ) de ladite image à corriger,- refreshing (D) the reference image (2 ') by replacing the pixels of the reference image with the non-defective pixels (101) of said image to be corrected,
- réitérer les sous-étapes précédentes en acquérant (A) au moyen du détecteur matriciel (10) une nouvelle image à corriger dont la ligne de visée est décalée par rapport à l'image à corriger précédente, d'un nouveau décalage D.repeating the preceding substeps by acquiring (A) by means of the matrix detector (10) a new image to be corrected, the line of sight of which is shifted relative to the previous image to be corrected, of a new shift D.
2. Procédé de correction d'images selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'image de référence est rafraîchie en fonction d'un critère de rafraîchissement prédéterminé.2. An image correction method according to the preceding claim, characterized in that the reference image is refreshed according to a predetermined refresh criterion.
3. Procédé de correction d'images selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'image de référence est construite initialement de la façon suivante :An image correction method according to one of the preceding claims, characterized in that the reference image is initially constructed as follows:
- tous les pixels de l'image de référence sont déclarés non valides,- all the pixels of the reference image are declared invalid,
- acquisition et mémorisation d'une image de la scène, - remplacement des pixels de l'image de référence par les pixels non défectueux de l'image de la scène.- acquisition and storage of an image of the scene, replacing the pixels of the reference image with the non-defective pixels of the scene image.
4. Procédé de correction d'images selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pixels défectueux sont répertoriés dans une table (31 ).4. image correction method according to one of the preceding claims, characterized in that the defective pixels are listed in a table (31).
5. Procédé de correction d'images selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un pixel de l'image de référence (2) est déclaré non valide si son âge compté en nombre d'absences de remplacement, est supérieur à un âge maximal.5. An image correction method according to one of the preceding claims, characterized in that a pixel of the reference image (2) is declared invalid if its age counted in number of replacement absences is greater than at a maximum age.
6. Procédé de correction d'images selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lorsque qu'un pixel de l'image de référence (2) est remplacé, il est déclaré valide (F) et son âge est mis à 0 sinon pour chaque autre pixel, si son âge est inférieur à un âge maximal, son âge est incrémenté de 1 , sinon il est déclaré non valide.6. A method of image correction according to the preceding claim, characterized in that when a pixel of the reference image (2) is replaced, it is declared valid (F) and its age is set to 0 otherwise for every other pixel, if its age is below a maximum age, its age is incremented by 1, otherwise it is declared invalid.
7. Procédé de correction d'images selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque les pixels défectueux de ladite image à corriger (1 ) ne sont pas remplacés, ces pixels étant désignés pixels défectueux résiduels, il comprend une étape de correction (E) des pixels défectueux résiduels de ladite image, par extrapolation spatiale avec des pixels de la même image.7. A method of image correction according to one of the preceding claims, characterized in that when the defective pixels of said image to be corrected (1) are not replaced, these pixels being designated residual defective pixels, it comprises a step of correction (E) of the residual defective pixels of said image, by spatial extrapolation with pixels of the same image.
8. Procédé de correction d'images selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les pixels défectueux résiduels sont répertoriés dans une table (32).8. An image correction method according to the preceding claim, characterized in that the residual defective pixels are listed in a table (32).
9. Procédé de correction d'images selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'image de référence est plus grande que l'image à corriger.9. image correction method according to one of the preceding claims, characterized in that the reference image is larger than the image to be corrected.
10. Système d'imagerie équipé d'un dispositif d'acquisition d'images d'une scène (4) qui comprend un détecteur matriciel (10), et une unité de traitement (30) des images acquises, caractérisé en ce que l'unité de traitement comprend des moyens de mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes.An imaging system equipped with a scene acquisition device (4) which comprises a matrix detector (10), and a display unit processing (30) acquired images, characterized in that the processing unit comprises means for implementing the method according to one of the preceding claims.
11. Système d'imagerie selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (20) d'orientation de la ligne de visée du détecteur.11. Imaging system according to the preceding claim, characterized in that it comprises a device (20) for orienting the line of sight of the detector.
12. Système d'imagerie selon l'une des revendications 10 ou 1 1 , caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (31 ) pour mémoriser la table des pixels défectueux et en ce que l'unité de traitement (30) comprend des moyens pour mémoriser (32) le décalage D, et l'image de référence (2).12. Imaging system according to one of claims 10 or 1 1, characterized in that it comprises means (31) for storing the table of defective pixels and in that the processing unit (30) comprises means for storing (32) the offset D, and the reference image (2).
13. Système d'imagerie selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'unité de traitement (30) comprend des moyens de mémorisation (32) d'une table de pixels défectueux résiduels. 13. Imaging system according to one of claims 10 to 12, characterized in that the processing unit (30) comprises means (32) for storing a table of residual defective pixels.
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