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15 décembre 2017

Caractérisation d'un imageur hyperspectral contrôlable


Catégorie : Stagiaire


L'imagerie hyperspectrale permet de caractériser très finement les scènes observées. Les imageurs hyperspectraux classiques acquièrent les données en réalisant un balayage spectral ou bien spatial, et produisent des volumes de données importants. Cette dernière caractéristique freine notamment le développement d'imageurs hyperspectraux pour l'observation de la terre en orbite basse, les capacités de stockage embarqué et les taux de transfert étant relativement faibles.

Le laboratoire a conçu un imageur hyperspectral innovant, dont l'acquisition est activement contrôlable [McGregor 2015]. Ce système permet de reconstruire un cube hyperspectral à partir d'un faible nombre d'acquisitions, et aussi de sélectionner dynamiquement les informations à acquérir en fonction des éléments qui sont à identifier dans la scène, ou encore en fonction de caractéristiques de la scène estimées au cours des acquisitions. Cette possibilité de contrôler les informations acquises, et donc leur volume, rend l'imageur intéressant pour des applications contraintes en débit de communication et/ou en calcul embarqué.

L'imageur proposé exploite une caméra de 2 MPixels, qui image la scène par l'intermédiaire de deux lignes 4f symétriques (assemblage de deux lentilles et d’un prisme), séparées par une matrice de 1000x1000 micro-miroirs. Le contrôle de l'acquisition est réalisé par le contrôle des micro-miroirs, qui agissent comme un masque spatial. Un prototype opérationnel de l'imageur a été réalisé au laboratoire.

L'objet du travail est de caractériser ce prototype, à la fois spatialement et spectralement. Il s'agit d'abord d'estimer le modèle géométrique du système, qui permet de définir la direction de visée associée à chacun des pixels de la caméra, puis d'estimer la réponse spectrale du système sur l'ensemble du champ de vue. Cette caractérisation permettra notamment d'identifier la résolution spectrale maximale que le système peut atteindre. Deux méthodes seront envisagées pour mener cette caractérisation : une méthode basée sur la définition d'un modèle analytique dont il s'agit d'estimer les paramètres, et une méthode qui consiste à construire une look-up-table. Les deux approches exploiteront des données acquises avec des objets spatialement et spectralement connus.

Outre la caractérisation du prototype, le travail pourra mener à un modèle du système qui permettra de le dimensionner en fonction de besoins définis par un contexte applicatif donné.

La durée du stage est de 4 à 6 mois.

Contacts : Simon Lacroix et Antoine Monmayrant

 

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