24/06/2014 - Concevoir un système d'image capable d'obtenir 12 fois plus d'informations que l'œil humain

Menéame

Enquêteurs Université de Grenade ont conçu un nouveau système d’image capable d’obtenir jusqu'à 12 fois plus d’informations de couleur que l'œil humain et que les caméras conventionnelles, ce qui représente un total de 36 canaux de couleur. Cette avancée scientifique importante permettra de capturer des images multispectrales en temps réel d’une manière très simple, et pourrait servir dans un avenir proche à développer de nouveaux systèmes de conduite assistée des véhicules, identifier des billets et des documents falsifiés ou obtenir des images médicales beaucoup plus complètes que celles actuelles, entre autres applications.

Les scientifiques, appartenant au groupe Color Imaging Lab, du département d’Optica de la UGR, ont été conçus par un système basé sur une nouvelle génération de capteurs, mis au point à l’Université polytechnique de Milan (Italie) et associé à une matrice de filtres multispectral pour améliorer leurs performances.

Les capteurs d’image couleur, présents dans tous les appareils photo numériques couramment utilisés (caméras réflex, automatiques, webcams, téléphones mobiles, tablettes, etc.), ont une architecture composée d’un capteur monochrome (en "blanc et noir"), recouvert d’une couche de filtres de couleur (communément rouge, vert et bleu, également connu sous le nom de RVB). Cette architecture n’extraire que l’information d’une de ces trois couleurs à chaque point de l’image ou pixel. Pour extraire les informations des autres couleurs dans chaque pixel, il est nécessaire d’appliquer des algorithmes d’interpolation qui, dans la plupart des cas, sont l’un des secrets les mieux gardés de chaque fabricant.

Comme l’explique l’auteur principal de ce travail, Miguel Angel Martínez Domingo, "les nouveaux capteurs développés à l’Université Polytechnique de Milan sont appelés Transverse Field Detectors (TFD, ou Detecteurs de Campo Transversal), et sont capables d’extraire l’information complète de la couleur sur chaque pixel de l’image sans avoir besoin d’une couche de filtres de couleur sur eux.

Pour cela, ils profitent d’un phénomène physique par lequel chaque photon pénètre à une profondeur différente selon sa longueur d’onde, c’est-à-dire sa couleur. Ainsi, en recueillant ces photons à différentes profondeurs de la surface en silicium du capteur, on peut séparer les différents canaux de couleur sans avoir à utiliser des filtres."

PHOTO 1: Informations télématiques d’une même image, vue à travers un système conventionnel à trois canaux de couleur (gauche) et à travers le nouveau système développé dans la UGR (36 canaux de couleur, à droite).

La nouveauté des TFD

Cet avantage a déjà été exploité par d’autres capteurs auparavant, comme le X3 de Foveon Inc (États-Unis). Cependant, la nouveauté des TFD réside dans le fait que, en appliquant un champ électrique transversal à intensité variable et contrôlée, "nous pouvons moduler la profondeur à laquelle les photons de chaque canal de couleur sont collectés. Cela nous donne la possibilité d’harmoniser la façon dont ces capteurs transforment la lumière qu’ils reçoivent en signaux électriques." UGR.

L’enquêteur de la UGR souligne "les nombreuses applications dans des domaines de recherche très différents" que ce nouveau type de capteurs peuvent avoir.

"Les images multispectrales nous ouvrent une multitude de possibilités dans les domaines les plus divers de la science: images médicales, télédétection, images satellite, technologie militaire et de défense, applications industrielles, vision robotique, conduite assistée ou automatique, et une longue etc. d’utilisations possibles qui attirent de plus en plus l’intérêt des scientifiques et des ingénieurs de toutes les spécialités. Étudier la façon dont la lumière interagira avec l’environnement qui nous entoure peut nous donner des informations très précieuses sur le comportement de celui-ci, d’une manière totalement inoffensive et non invasive."

Référence bibliographique:

Combining transverse field detectors and color filter arrays to improve multispectral imaging systems
Miguel A. Martinez, Eva M. Valero, Javier Hernández-Andrés, Javier Romero, and Giacomo Langfelder
Applied Optics, Vol. 53, Issue 13, pp. C14-C24 (2014)
http://dx.doi.org/10.1364/AO.53.000C14
 

________________________________________________________________

L’article complet est disponible dans le lien suivant:

http://www.opticsinfobase.org/ao/fulltext.cfm?uri=ao-53-13-C14&id=283108

La Universidad de León ha comunicado la certificación por la Agencia Estatal de Seguridad Aérea (AESA) de su simulador basado en el Boeing 737-800, instalado en el Centro de Simulación Aérea de la Universidad de León (SAULE). Según la institución, su Escuela de Ingenierías Industrial, Informática y Aeroespacial es la primera escuela de ingeniería española que cuenta con un simulador...

El proyecto europeo INDHEAP (Optimal Solar Systems for Industrial Heat and Power), iniciado en 2024, trabaja en una solución integrada para cubrir necesidades térmicas y eléctricas en procesos industriales de baja y media temperatura. La iniciativa combina generación solar, eficiencia energética, recuperación de calor residual y almacenamiento, con el objetivo de disminuir el uso de combustibles fósiles. Su principal demostrador...

El Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (CDTI) ha anunciado la búsqueda de una empresa española para colaborar con el Agricultural Research Center de Egipto en un proyecto de investigación y desarrollo sobre detección precoz y control de enfermedades fúngicas en cultivos. La iniciativa cuenta con el interés de la empresa egipcia AGREE CHEM. La propuesta pretende diseñar...

La duodécima edición de la Nit de la Robòtica, organizada por el Colegio de Ingenieros Industriales de Cataluña, ha distinguido el proyecto Bitrack, desarrollado por Rob Surgical Systems, y al investigador Alberto Sanfeliu por su trayectoria profesional en robótica. El encuentro se celebró en Barcelona el 19 de octubre de 2026. Los reconocimientos ponen de relieve dos vertientes complementarias de...

El Departamento de Ingeniería Informática y de Sistemas de la Universidad de La Laguna (ULL) ha presentado nuevo equipamiento de aeronaves no tripuladas para actividades docentes y de investigación. El conjunto está formado por una estación autónoma DJI Dock 3 y un dron DJI Matrice 4TD, junto con accesorios de operación y seguimiento. La adquisición se ha financiado en el...