Système de vision embarqué portable et multi-capteurs

Système de vision embarqué portable et multi-capteurs

Un système de vision embarqué est un syst` eme doté de la capacité de traiter et de visualiser une ou plusieurs sources d’image. Il est soumis `a des contraintes d’encombre ment et de consommation d’énergie. On peut citer des équipements de type embarqué comme des caméras thermiques de taille imposante utilisées sur des bateaux, ou un sys tème multi-capteurs embarqué dans un véhicule automobile.

Le système est qualifié de portable selon le volume et le poids de l’équipement de vision. Pour des équipements portables, nous pouvons citer en exemples des jumelles portables multi-fonctions ou en core ”ultra-portable” tel un équipement de téléphonie mobile, embarquant un capteur d’image, tenant dans une simple poche de pantalon. Malgré cette diversité de types de profil pour l’embarqué, on peut décomposer tout système de vision en trois parties inter-dépendantes, comme illustré par la figure 2.1 : l’acquisition d’image contenant les différentes sources d’image, la partie traitement des images contenant le coeurélectronique de calcul embarqué capable de traiter les différents f lux de pixels et la partie affichage composée des différents afficheurs en sortie. L’électronique de calcul embarqué constitue la ”clef de voˆute”de l’architecture complète du système de vision et sa conception doit ainsi ˆetre réalisée avec le plus grand soin.

(Figure 2.1: Diagramme d’un syst` eme de vision embarqu´ e avec N capteurs doit en effet ˆetre dimensionnée en fonction des applications `a déployer, des différents capteurs et des différents afficheurs, pour assurer des performances en temps tout en respectant les contraintes de l’embarqué en terme d’encombrement et de consommation. Dans ce chapitre, nous présenterons différents défis liés `a la conception de l’électronique embarquée de traitement pour un équipement de vision.

Un premier défi concerne la variété de capteurs d’image utilisés dans un mˆeme système. Le second défi concerne la variété d’application nécessitant d’ˆetre déployée dans un seul système. Ces applications couvrent des opérations primaires de correction d’image provenant des capteurs, vers des opérations avancées impliquant plusieurs sources d’image. Ces opérations sont réalisées `a la fois dans le domaine spatial et temporel. Le troisième défi concerne la capacité de l’architecture de calcul `a respecter les contraintes de performance du système. a

Un système moderne interface plusieurs types de capteurs d’image bien souvent hété rogènes. Ces capteurs ne produisent pas forcément une image parfaite et exploitable et nécessitent pour la plupart une propre chaˆıne de traitement de correction. De manière générale, les opérations requises, traitent des problèmes liés `a l’optique en corrigeant les distorsions par exemple, des problèmes liés `a la fabrication du capteur en corrigeant les non-uniformités des valeurs pixéliques

(Non Uniformity Correction) ou encore des défauts propre `a la technologie utilisée comme le bruit dans l’image. Par ailleurs, l’image brute issue d’un capteur couleur `a technologie CMOS (Complementary Metal Oxide Se miconductor) est inexploitable sans appliquer un traitement de restauration d’image permettant de restituer l’image couleur sous les trois plans, rouge, vert et bleu. 

Afin de mieux comprendre la problématique de la variété de capteurs, nous établissons dans cette section une courte présentation de trois types de technologies incontournables dans le domaine de la vision embarquée en condition de jour et de nuit : capteur d’image couleur, capteur bas niveau de lumière et capteur infrarougek: