Extension de la profondeur de champ par codage de pupille : optimisation et caractérisation des performances (poster)
Résumé
Les systèmes d' imagerie conventionnels sont traditionnellement conçus en optimisant la combinaison
optique de manière à obtenir la meilleure image possible, puis en rehaussant la qualité avec un post-traitement numérique. Une autre approche de conception basée sur les techniques de codage de pupille permet d'augmenter les performances des systèmes existants, notamment la profondeur de champ, et fait l'objet de cette présentation.
Les systèmes d' imagerie à codage de pupille comportent une lame de phase insérée dans un plan
pupillaire et un traitement numérique dédié. La lame de phase rend la scène insensible à une contrainte donnée - aberration, tolérances mécaniques, température ... - au prix d'une dégradation connue de l'image. Le traitement d'image permet par déconvolution de retrouver la qualité de l' image d' origine. L'amélioration significative de la qualité image est obtenue par conception conjointe de la fonction de phase et du traitement d'image [1, 2].
Dans ces travaux, l'objectif était d'augmenter la profondeur de champ par codage de pupille d'une
caméra visible haute-définition ouverte à f/1.2. Un masque de phase binaire multi-anneaux a été optimisé conjointement avec le post-traitement, selon le critère de rapport signal à bruit de l'image restaurée [1]. La réalisation du masque et l' implémentation du traitement numérique sur carte FPGA adaptée permettent d' obtenir un système hybride temps réel et basse consommation qui a été caractérisé. Pour cela, nous avons mis en place une méthodologie spécifique de mesure de la Fonction de Transfert de Modulation (FTM) à partir de mires à barres. La comparaison des courbes de FTM et de la qualité des images acquises avec le système conventionnel et le système hybride a permis de valider l'apport du codage de pupille pour une augmentation de la profondeur de champ. Pour des qualités d' image des deux systèmes similaires à grande distance (47m), la qualité image du système à codage de pupille reste stable jusqu'à 4.8m alors que celle du système conventionnel décroit à partir de 12m. Ces mesures valident le gain attendu pour ce système d'imagerie à codage de pupille lors de sa conception conjointe.
RÉFÉRENCES:
[1 ] F. Diaz, F. Goudail, B. Loiseau.x, J.-P. Huignard, “lncrease in depth of field taking into account deconvolution by optimization of pupil mask” Opt. Let., vol. 34, no. 19, pp. 2970-2972, 2009.
[2] F. Diaz, F. Goudail, B. Loiseaux, J.-P. Huignard, “Comparison of depth-of-focus-enhancing pupil masks based on a signal-to-noise-ratio criterion after deconvolution” J Opt. Soc. Am. A, vol. 27, 2123-213 1, 2010.