La présente invention concerne un instrument de saisie d'image dans lequel des signaux d'accumulation qui sont produits par des photodétecteurs adjacents sont ajoutés entre eux. Elle concerne aussi un procédé qui est mis en œuvre dans un tel instrument. L'invention vise à améliorer une qualité des images qui sont saisies lorsque les conditions de formation et de détection d'image génèrent un repliement de spectre, ou «spectral aliasing» en anglais, ou lorsque le rapport signal-sur-bruit de l'image est insuffisant.

Une caractéristique d'un instrument de saisie d'image est sa fonction de transfert de modulation, ou FTM. Cette fonction caractérise la capacité de l'instrument à restituer dans les images qui sont saisies, des motifs de la scène photographiée qui ont des dimensions variables. Ainsi, la fonction de transfert de modulation est le rapport de contraste entre l'image et la scène, pour un motif dont l'intensité varie sinusoïdalement et qui est identifié par sa fréquence spatiale dans l'image. La fonction de transfert de modulation est obtenue en variant la fréquence spatiale du motif, et en déterminant son contraste dans l'image en fonction de cette fréquence spatiale.

De façon connue, la saisie d'une image par l'instrument a un effet de filtre passe-bas. Cet effet apparaît comme une décroissance de la fonction de transfert de modulation au fur et à mesure que la fréquence spatiale du motif dans l'image augmente.

Plusieurs contributions constituent ensemble la fonction de transfert de modulation, sous forme d'un produit de ces contributions pour constituer la fonction de transfert de modulation de l'instrument complet. Une première contribution est produite par l'optique de formation de l'image qui est utilisée dans l'instrument. Cette première contribution est une fonction décroissante de la fréquence spatiale dans l'image, et est sensiblement nulle pour des fréquences spatiales qui sont supérieures à une fréquence de coupure fc. Cette fréquence de coupure est donnée par la formule suivante : fc = 1/(N ^■ λ), où : λ est une longueur d'onde du rayonnement qui est utilisé pour former l'image, et qui provient de la scène imagée par l'instrument, et N est l'ouverture numérique de l'optique de formation d'image : N = f/D, où f et D sont respectivement une distance focale et un diamètre de pupille de cette optique.

Ainsi, les composantes spectrales de la scène qui correspondraient à des fréquences spatiales dans l'image qui sont supérieures à la fréquence de coupure f _c , sont supprimées de l'image par l'optique elle-même. Autrement dit, l'image de la scène qui est formée par l'optique ne contient que des composantes spectrales dont les fréquences spatiales sont inférieures à la fréquence de coupure fc.

Une seconde contribution à la fonction de transfert de modulation est produite par le capteur d'image qui est utilisé dans l'instrument. Ce capteur est situé dans le plan focal de l'optique de formation d'image, et comprend au moins une rangée de photodétecteurs qui ont des dimensions individuelles identiques et sont alignés avec un pas p qui est constant le long de la rangée.

De façon connue, un tel capteur réalise un échantillonnage de l'image, avec une fréquence d'échantillonnage ÎE qui est égale à 1/p, lorsqu'un signal d'accumulation est lu séparément dans chaque photodétecteur pour constituer un point différent de l'image saisie.

Lorsque la fréquence d'échantillonnage f _E par les photodétecteurs est inférieure au double de la fréquence de coupure f _c , un repliement de spectre intervient à cause du niveau d'échantillonnage qui est insuffisant. Ce repliement de spectre concerne les composantes spectrales de la scène dont les fréquences spatiales dans l'image sont comprises entre f _E /2 et f _c . Les intensités de ces composantes spectrales apparaissent ajoutées à celles dont les fréquences spatiales sont inférieures à f _E . La limite que constitue la moitié de la fréquence d'échantillonnage f _E vis-à-vis de la capacité du capteur à fournir une représentation fidèle des composantes spectrales de l'image, est appelée fréquence de Nyquist. Lorsque le capteur d'image est supposé parfait, la valeur de sa contribution à la fonction de transfert de modulation, pour la fréquence spatiale dans l'image qui est égale à la moitié de la fréquence d'échantillonnage f _E , est égale à sinc(n/2) « 0,64, lorsque chaque photodétecteur produit séparément un signal d'accumulation qui correspond à un point d'image différent. Dans la formule précédente, sinc(x) est la fonction sinus-cardinal, ou [sin(x)]/x lorsqu'elle est appliquée à un argument x.

La fonction de transfert de modulation qui résulte de l'optique de formation d'image et du capteur d'image présente alors une valeur qui est encore importante pour la moitié de la fréquence d'échantillonnage f _E . Le repliement de spectre produit alors des artéfacts dans l'image saisie, qui sont visibles notamment lorsque cette image est fusionnée avec une autre de la même scène mais dont la fréquence d'échantillonnage est supérieure.

Une solution pour réduire ces artéfacts consiste à réduire la taille des photodétecteurs, afin de réduire leur pas p dans la rangée du capteur. De cette façon, l'échantillonnage de l'image est augmenté. Mais le capteur d'image, à photodétecteurs qui sont plus petits, est plus complexe. Les débits de données à traiter sont alors plus importants, ce qui entraîne aussi une complexité accrue pour la chaîne de traitement des données qui est embarquée. En outre, le capteur d'image qui est utilisé peut être imposé par diverses contraintes, et notamment par d'autres utilisations du même capteur lorsqu'une mission polyvalente est prévue. Autrement dit, la dimension individuelle et le pas des photodétecteurs peuvent être imposés.

Une autre solution pour réduire les artéfacts dus au repliement de spectre consiste à réduire la dimension de la pupille de l'optique de formation d'image. Ainsi, la valeur de la fonction de transfert de modulation à la moitié de la fréquence d'échantillonnage est réduite. De cette façon, la contribution parasite des fréquences repliées, dans les contrastes des composantes spectrales de l'image dont les fréquences spatiales sont inférieures à la fréquence d'échantillonnage, est diminuée. Mais, l'optique de formation d'image peut être commune à plusieurs fonctions. En particulier, cette optique peut être commune à plusieurs voies de saisie d'images qui sont utilisées simultanément, par exemple avec des intervalles qui sont différents pour la longueur d'onde du rayonnement. La dimension de la pupille de l'optique de formation d'image est alors fixée, sans pouvoir être adaptée séparément en fonction du capteur de chaque voie d'imagerie. Enfin, il est aussi connu de modifier la dimension effective et le pas effectif des photodétecteurs pour des images qui sont saisies, en «agglomérant» des photodétecteurs qui sont voisins le long d'une rangée du capteur. Pour cela, les photodétecteurs sont regroupés en segments de rangée, successifs le long de la rangée et disjoints. On entend par «agglomération de photodétecteurs voisins», ou «photodetector binning» en anglais, un mode de lecture des signaux d'accumulation des photodétecteurs selon lequel les signaux respectifs de photodétecteurs qui appartiennent à un même segment sont additionnés entre eux. La Figure 3 illustre un tel mode de lecture du capteur d'image, tel que connu avant la présente invention. Dans cette figure, la référence 10 désigne les photodétecteurs individuels du capteur d'image 1 , et S1 ', S2', S3', S4'... désignent des paires successives et disjointes de regroupement des photodétecteurs 10. Des conséquences d'une telle agglomération des photodétecteurs sont notamment :

- la fréquence spatiale d'échantillonnage de l'image est divisée par deux, ce qui représente une réduction des performances d'imagerie ; et

- le rapport signal-sur-bruit relatif à chaque valeur d'intensité qui est utilisée dans l'image telle qu'elle est saisie, est amélioré.

Une telle agglomération des photodétecteurs, qui a pour but d'augmenter le rapport signal-sur-bruit en acceptant une dégradation de la résolution, fait aussi apparaître ou aggrave les artéfacts d'image qui sont provoqués par le repliement de spectre.

A partir de cette situation, un premier but de l'invention consiste à réduire plus efficacement les artéfacts qui sont produits par le repliement de spectre dans les images saisies. Un second but de l'invention est d'améliorer le rapport signal-sur-bruit pour chaque valeur d'intensité qui constitue l'image saisie. Enfin, des buts complémentaires de l'invention sont d'éviter de rendre trop complexes l'instrument de saisie d'image et/ou le traitement des images qui sont saisies, ainsi qu'éviter d'augmenter le prix de revient de l'instrument. En particulier, un but complémentaire de l'invention est d'éviter d'augmenter la fréquence d'échantillonnage de l'image pour une fréquence de coupure de l'optique de formation d'image qui reste constante.

Pour atteindre l'un au moins de ces buts ou d'autres, la présente invention propose un instrument de saisie d'image qui comprend :

- une optique de formation d'image et une rangée de photodétecteurs telles que décrites précédemment ; et

- un contrôleur, adapté pour commander des lectures des signaux d'accumulation qui sont produits respectivement par les photodétecteurs.

Le contrôleur est adapté en outre pour définir une série de segments à l'intérieur de la rangée, qui comprennent chacun un même nombre de photodétecteurs adjacents, appelé longueur de segment, et pour commander les lectures des signaux d'accumulation en additionnant ceux dont les photodétecteurs appartiennent à un même des segments. Autrement dit, le contrôleur est adapté pour réaliser une agglomération («binning») des photodétecteurs.

Le contrôleur est aussi adapté pour définir les segments de sorte qu'une longueur de décalage M entre deux segments successifs dans la rangée, exprimée comme un nombre de photodétecteurs, soit constante le long de la rangée, et supérieure à 1/(2 ^■ f _c ^■ p). De cette façon, l'instrument possède une nouvelle fréquence d'échantillonnage ÎE de l'image qui est formée par l'optique, égale à 1/(M ^■ p). Cette nouvelle fréquence d'échantillonnage ÎE est inférieure au double de la fréquence de coupure f _c . L'instrument de l'invention fonctionne donc dans des conditions telles que le repliement de spectre se produise. Ces caractéristiques impliquent que la longueur de décalage M soit non-nulle.

L'instrument de l'invention possède en outre la caractéristique additionnelle suivante : la longueur de segment est strictement supérieure à la longueur de décalage M, et strictement inférieure au double de cette même longueur de décalage M.

Cette caractéristique additionnelle engendre une réduction de la contribution du capteur d'image à la fonction de transfert de modulation (FTM) de l'instrument. Or une réduction de la FTM est contraire à ce que recherche en général le spécialiste en optique spatiale, dont le but est plutôt de l'augmenter quand il vise une amélioration de la qualité d'image. Cependant, en réduisant la contribution du capteur d'image à la FTM, la contribution parasite des composantes spectrales de la scène dont les fréquences spatiales sont repliées dans l'image qui est saisie, est diminuée. L'image qui est saisie en agglomérant les photodétecteurs selon l'invention présente donc moins d'artéfacts causés par le repliement de spectre, qui apparaîtraient notamment lorsque cette image est fusionnée avec une autre image dont la fréquence d'échantillonnage serait supérieure. En conséquence de l'invention, deux segments successifs de photodétecteurs qui sont utilisés pour additionner les signaux d'accumulation lors de la lecture, présentent entre eux un recouvrement d'au moins un photodétecteur. De plus, ce recouvrement est plus petit que la moitié de la longueur de chaque segment. En outre, l'addition des signaux d'accumulation pour chaque segment, qui produit chaque valeur d'intensité de l'image saisie, présente une valeur améliorée pour le rapport signal-sur-bruit. En effet, la surface totale de collecte du rayonnement qui correspond à cette valeur d'intensité, est proportionnelle à la longueur de segment qui est utilisée pour appliquer l'invention. L'invention propose aussi un procédé de saisie d'image, qui comprend les étapes suivantes :

- fournir l'optique de formation d'image ;

- disposer la rangée des photodétecteurs dans le plan focal de l'optique de formation d'image ; - définir la série des segments à l'intérieur de la rangée, qui comprennent chacun le même nombre de photodétecteurs adjacents, appelé longueur de segment ; et

- commander la lecture des signaux d'accumulation qui sont produits respectivement par les photodétecteurs, en additionnant ceux dont les photodétecteurs appartiennent à un même des segments.

Dans le procédé de l'invention, une longueur de décalage M entre deux segments successifs dans la rangée, exprimée comme un nombre de photodétecteurs, est constante le long de la rangée, et supérieure à 1/(2 - f _c - p).

Le procédé de l'invention est caractérisé en ce que la longueur de segment soit strictement supérieure à la longueur de décalage M, et simultanément strictement inférieure au double de cette longueur de décalage M. Or, les contrastes des composantes spectrales de l'image dont les fréquences spatiales sont comprises entre la fréquence de coupure de l'optique de formation d'image et la moitié de cette dernière, sont faibles dans la pratique à cause des valeurs de la fonction de transfert de modulation de l'instrument pour ces fréquences spatiales. Dans ce cas, et pour des modes préférés de réalisation de l'invention, il peut être avantageux que la longueur de décalage M entre deux segments successifs dans la rangée soit supérieure à 1/(f _c ^■ p). Le recouvrement entre deux segments successifs est ainsi plus petit. La fréquence spatiale d'échantillonnage f _E de l'image qui est saisie est alors inférieure à la fréquence de coupure f _c , en plus d'être inférieure au double de fc. Le capteur d'image qui est sélectionné pour l'instrument peut ainsi être moins onéreux, et la quantité de données d'image est réduite.

En particulier, la longueur de décalage M entre deux segments successifs dans la rangée, peut être comprise entre 2/(f _c ^■ p) et 10/(f _c ^■ p). De cette façon, la fréquence spatiale de coupure fc peut être comprise entre deux fois et dix fois la fréquence spatiale d'échantillonnage ÎE.

Par exemple, la longueur de segment peut être égale à trois photodétecteurs adjacents, et la longueur de décalage M entre deux segments successifs dans la rangée peut être égale à deux photodétecteurs adjacents.

De façon générale, les photodétecteurs qui sont concernés par l'invention peuvent être des photodétecteurs élémentaires d'un capteur d'image, ou bien des unités de détection de rayonnement qui résultent déjà d'une agglomération de plusieurs photodétecteurs élémentaires du capteur d'image. Le vocable photodétecteur qui est utilisé dans la présente description couvre tous ces deux modes d'utilisation d'un capteur d'image.

Dans des mises en œuvre préférées du procédé de l'invention, l'addition des signaux d'accumulation pour les photodétecteurs qui appartiennent à un même des segments lorsque la longueur de segment est strictement supérieure à la longueur de décalage M et strictement inférieure au double de cette même longueur de décalage M, peut correspondre à un premier mode de lecture qui est disponible parmi plusieurs modes de lecture alternatifs. Alors, une autre série de segments peut être définie à l'intérieur de la rangée des photodétecteurs, pour un autre des modes de lecture, avec la même longueur de décalage M entre deux segments successifs que dans le premier mode de lecture, mais avec une nouvelle longueur de segment qui est égale à la longueur de décalage M. Ainsi, deux segments qui sont successifs dans la rangée de photodétecteurs n'ont plus de recouvrement entre eux dans l'autre mode de lecture. Les signaux d'accumulation sont additionnés dans cet autre mode de lecture, pour des photodétecteurs qui appartiennent à un même des segments de l'autre série. Dans ce cas, le procédé peut comprendre une étape initiale de sélection d'un des modes de lecture.

Au sein d'un instrument de saisie d'image qui est conforme à l'invention, les deux modes de lecture alternatifs peuvent être définis et commandés chacun par le contrôleur. L'instrument de saisie d'image est alors polyvalent, et peut être adapté de cette façon pour plusieurs missions sans modification matérielle.

Pour certaines applications de l'invention au domaine de l'imagerie spatiale, l'optique de formation d'image et la rangée des photodétecteurs peuvent être parties d'un instrument de saisie d'image qui est monté à bord d'un satellite. Le procédé peut alors être mis en œuvre pour saisir au moins une image d'une portion de surface de la Terre.

D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la Figure 1 représente un instrument de saisie d'image auquel la présente invention peut être appliquée ;

- la Figure 2 illustre un mode de lecture par agglomération de photodétecteurs, tel que proposé par la présente invention ; et

- la Figure 3 illustre un autre mode de lecture par agglomération de photodétecteurs, connu avant la présente invention.

Pour raison de clarté, les dimensions des éléments qui sont représentés dans ces figures ne correspondent ni à des dimensions réelles ni à des rapports de dimensions réels. En outre, des références identiques qui sont indiquées dans des figures différentes désignent des éléments identiques ou qui ont des fonctions identiques.

Conformément à la Figure 1 , un instrument de saisie d'image comprend une optique de formation d'image 100, un capteur d'image 1 et un contrôleur de saisie d'image 2. Le contrôleur 2 est noté CTRL et est en général une unité électronique dédiée, séparée ou non du capteur 1 . L'optique de formation d'image 100 peut être de tout type, à base de lentilles ou de miroirs. Notamment, elle peut être adaptée pour des missions d'imagerie spatiale. Dans ce cas, l'optique 100 peut être un télescope d'une configuration connue de l'Homme du métier, telle qu'un télescope à deux miroirs. Les références 101 et 102 désignent alors respectivement le miroir primaire et le miroir secondaire du télescope. De façon connue, l'ouverture des faisceaux de rayonnement qui entrent dans l'optique 100 est limitée par la pupille P de cette optique, dont le diamètre est noté D. Dans le cas d'un télescope, la pupille d'entrée correspond le plus souvent à la limite périphérique du miroir primaire 101 . L'optique de formation d'image 100 possède une fréquence de coupure f _c qui est effective pour les composantes spectrales de l'image formée, en fonction de la fréquence spatiale de ces composantes. L'expression de cette fréquence de coupure f _c a été rappelée au début de la présente description.

La surface photosensible du capteur d'image 1 est située dans le plan de formation d'image 103 de l'optique 100, qui correspond le plus souvent au plan focal de celle-ci. Ainsi, des faisceaux de rayonnement F1 et F2 qui proviennent de points différents d'une scène qui est située dans le champ d'entrée de l'optique 100, convergent à des endroits séparés de la surface photosensible du capteur 1 .

Le capteur d'image 1 peut être de tout type : capteur matriciel, capteur en ligne ou capteur à intégration décalée temporellement, désigné par l'acronyme TDI pour «time delay intégration». Le capteur 1 comprend alors au moins une rangée de photodétecteurs 10, qui sont juxtaposés selon une direction de rangée notée R. La rangée peut contenir 3500 photodétecteurs 10, par exemple. Pour saisir une image, chaque photodétecteur 10 produit individuellement un signal d'accumulation qui est noté I, et qui est proportionnel à une quantité de rayonnement reçue par ce photodétecteur pendant une durée d'exposition déterminée. Dans la suite, mais de façon non limitative, on pourra considérer que le capteur 1 est un capteur en ligne, c'est-à-dire constitué d'une seule rangée de photodétecteurs. Enfin, le contrôleur 2 commande le fonctionnement du capteur 1 pour saisir chaque image. Outre l'étape d'exposition de chaque photodétecteur 10, il commande une étape de lecture des signaux d'accumulation I. Le capteur d'image 1 et le contrôleur 2 peuvent être adaptés pour saisir les images selon des modes de fonctionnement différents, tels que l'exposition simultanée de tous les photodétecteurs 10, désignée par «snapshot» en anglais, ou un mode de lecture continue des photodétecteurs, désigné par «rolling» en anglais. Mais de façon préférée, le capteur d'image 1 et le contrôleur 2 sont adaptés pour combiner l'invention avec un mode de saisie d'image de type «pushbroom». L'Homme du métier comprendra que l'invention qui est décrite dans la suite peut être combinée avec une grande variété de modes de fonctionnement pour le capteur d'image 1 . Le contrôleur 2 produit en sortie une image, qui est construite en affectant des valeurs d'intensité respectivement à des points discrets d'une trame d'image.

Dans un procédé de référence pour la saisie d'image, chaque point de la trame d'image peut correspondre à un seul des photodétecteurs 10, de sorte que les valeurs d'intensité respectives des points de l'image saisie correspondent une-à-une aux signaux d'accumulation I qui sont lus séparément dans les photodétecteurs 10. Les caractéristiques d'imagerie qui sont alors obtenues dépendent de celles de l'optique de formation d'image 100 et du capteur d'image 1 . Ces caractéristiques comprennent notamment :

- la fréquence de coupure fc de l'optique 100 ; - la dimension individuelle d des photodétecteurs 10 selon la direction R.

Plus précisément, d est la dimension de la portion de surface photosensible du capteur d'image 1 , qui correspond à un seul photodétecteur ; et

- le pas p des photodétecteurs 10 selon la direction R, défini comme la distance selon cette direction entre deux bords d'un même côté, relatifs à deux photodétecteurs 10 qui sont voisins au sein de la rangée. Autrement dit, le pas p est la période spatiale des photodétecteurs 10 dans la surface photosensible du capteur 1 , selon la direction R.

L'écart entre le pas p et la dimension d est la largeur d'une bande morte qui existe entre deux photodétecteurs 10 voisins dans la rangée. Cet écart est négligé dans la suite, mais l'Homme du métier saura en tenir compte si nécessaire à la lecture des explications données ci-dessous.

Les valeurs numériques exactes de ces caractéristiques n'ont pas d'importance par rapport au principe de l'invention, et dépendent des composants réels qui sont sélectionnés pour constituer l'instrument de saisie d'image. De même, la dimension e des photodétecteurs 10, mesurée perpendiculairement à la direction R, n'a pas d'importance par rapport à l'invention.

Les procédés de saisie d'image qui sont conformes à l'invention utilisent une agglomération des photodétecteurs 10. Certaines des caractéristiques d'imagerie présentées, dont la contribution du capteur 1 à la fonction de transfert de modulation et la fréquence d'échantillonnage, dépendent alors en outre du motif d'agglomération qui est utilisé.

Toutefois, la contribution de l'optique de formation d'image 100 à la fonction de transfert de modulation de l'instrument, appelée première contribution plus haut, n'est pas modifiée. Par suite, la fréquence de coupure fc de l'optique 100 est inchangée.

La Figure 2 illustre une mise en œuvre particulière de l'invention. Les photodétecteurs 10 y sont regroupés en segments continus selon la direction R, avec une longueur de segment L qui est commune pour tous les segments, et une longueur de décalage M entre deux segments successifs selon la direction R, qui est aussi constante. Les segments successifs sont notés S1 , S2, S3, S4..., par exemple à partir d'une extrémité de la rangée des photodétecteurs 10. Les longueurs M et L sont évidemment chacune supérieures ou égales à l'unité, c'est-à-dire chacune plus grandes qu'un seul photodétecteur.

L'invention introduit la condition suivante : M < L < 2 ^■ M. Autrement dit, la longueur de décalage M est inférieure à la longueur de segment L, et supérieure à la moitié de cette même longueur de segment L.

La première inégalité (M < L) exprime que deux segments successifs dans la rangée ont un recouvrement l'un avec l'autre, c'est-à-dire qu'ils possèdent au moins un photodétecteur 10 en commun.

La seconde inégalité (M > L/2) exprime que ce recouvrement entre deux segments successifs est plus court que la moitié de la longueur de chaque segment. Dans l'exemple qui est représenté sur la Figure 2, la longueur L de chaque segment S1 , S2, S3, S4... est égale à trois fois le pas p, correspondant à des segments qui sont constitués chacun par trois photodétecteurs 10 successifs. La longueur de décalage M est égale à deux fois le pas p, correspondant à des segments successifs qui sont décalés entre eux de deux photodétecteurs 10 successifs. En conséquence, deux segments successifs présentent un recouvrement qui possède la longueur L - M selon la direction R, soit un recouvrement d'un photodétecteur 10 dans l'exemple représenté. Le contrôleur 2 effectue alors une addition des signaux d'accumulation I pour les photodétecteurs 10 qui appartiennent à un même des segments S1 , S2, S3, S4... Ainsi, une première valeur d'intensité est obtenue à partir de la somme des signaux d'accumulation I respectifs des trois photodétecteurs 10 du segment S1 , une deuxième valeur d'intensité est obtenue à partir de la somme des signaux d'accumulation I respectifs des trois photodétecteurs 10 du segment S2, une troisième valeur d'intensité l ₃ est obtenue à partir de la somme des signaux d'accumulation I respectifs des trois photodétecteurs 10 du segment S3, etc. Une telle addition des signaux d'accumulation I à l'intérieur de chaque segment S1 , S2, S3, S4... peut être effectuée d'une façon quelconque, accessible à l'Homme du métier : de façon matérielle au niveau des circuits de lecture du capteur 1 , de façon logicielle au sein du contrôleur 2, sur des signaux analogiques, mais aussi sur des signaux numériques. L'image qui est délivrée en sortie par le contrôleur 2 est construite en affectant les valeurs d'intensité , l ₂ , I3. . . à des points différents de la trame d'image.

La longueur du décalage remplace alors le pas p des photodétecteurs individuels 10 dans la rangée 1 , pour l'échantillonnage qui est ainsi réalisé à l'intérieur de l'image formée par l'optique 100. Autrement dit, la fréquence d'échantillonnage de l'instrument est alors : f _E = 1/(M ^■ p). Dans l'exemple particulier de la Figure 2, la fréquence d'échantillonnage ÎE est ainsi divisée par deux, par rapport au procédé de référence de saisie d'image qui a été rappelé plus haut.

L'invention trouve intérêt lorsque la longueur de décalage M est sélectionnée pour vérifier en outre l'inégalité M > 1/(2 ^■ f _c ^■ p). Alors, la fréquence d'échantillonnage ÎE est plus petite que le double de la fréquence de coupure fc de l'optique 100 : f _E < 2 ^■ f _c . L'invention concerne donc des conditions d'échantillonnage de l'image pour lesquelles le repliement de spectre se produit, et est susceptible de produire des artéfacts dans l'image échantillonnée qui est saisie. La contribution à la fonction de transfert de modulation qui est due au capteur d'image 1 , appelée seconde contribution dans la partie générale de la description, et évaluée pour la fréquence spatiale dans l'image qui est égale à la moitié de la fréquence d'échantillonnage , devient sinc[n-L/(2 ^■ M)] en appliquant l'invention. Etant donné que M < L < 2 ^■ M, cette valeur est comprise strictement entre zéro et sinc(n/2) « 0,64. Autrement dit, la fonction de transfert de modulation évaluée pour la moitié de la fréquence d'échantillonnage ÎE, est réduite par rapport au procédé de référence où les signaux d'accumulation I des photodétecteurs 10 sont affectés un-à-un aux points de la trame d'image. Les composantes spectrales de l'image qui sont repliées ont donc des valeurs de contraste qui sont réduites, si bien que l'image qui est construite à partir des valeurs d'intensité h, h- - - présente des artéfacts dus au repliement de spectre, qui sont diminués.

Pour l'exemple avec L = 3 photodétecteurs et M = 2 photodétecteurs, la contribution à la fonction de transfert de modulation qui est due au capteur d'image 1 , à la moitié de la fréquence d'échantillonnage ÎE, est égale à sinc(TT-3/4) ~ 0,30. Dans la pratique, les composantes spectrales de l'image dont les fréquences spatiales sont comprises entre la moitié de la fréquence de coupure fc et cette fréquence de coupure fc elle-même, ont des valeurs du contraste qui sont réduites. En effet, les valeurs de la fonction de transfert de modulation sont faibles pour ces fréquences spatiales. Les artéfacts qui sont dus au repliement de spectre à partir de cet intervalle de fréquences spatiales sont donc mineurs, si bien que la fréquence d'échantillonnage ÎE peut être inférieure à la fréquence de coupure f _c , au-delà d'être inférieure au double de f _c , tout en obtenant une image saisie dépourvue d'artéfacts qui soient importants. Soit : f _E < fc, ou M > 1/(f _c ^■ p). Le recouvrement entre deux segments successifs de photodétecteurs 10 peut donc être réduit tout en appliquant l'invention.

Par exemple, la longueur de décalage M peut être choisie égale à 8/(f _c ^■ p). Dans ce cas, la fréquence d'échantillonnage f _E est égale à 1/8 de la fréquence de coupure f _c seulement.

Un autre avantage résulte de l'augmentation de la surface effective de collecte du rayonnement, qui est associée à chaque valeur d'intensité de l'image. Cette surface de collecte effective est multipliée par le nombre des photodétecteurs 10 qui sont regroupés par segment, c'est-à-dire par la longueur de segment L. Par conséquent, le signal d'accumulation total qui est associé à chaque segment S1 , S2, S3, S4..., est multiplié par L, en moyenne, alors que le niveau de bruit photonique n'est multiplié simultanément que par la racine-carrée de L. Le rapport signal-sur-bruit qui est associé à chaque valeur d'intensité de l'image saisie est ainsi lui-même augmenté d'un facteur multiplicatif égal à la racine-carrée de L, qui supérieure à l'unité. D'où une amélioration du rapport signal-sur-bruit de l'image saisie.

A titre de comparaison, la Figure 3 illustre un mode de lecture du capteur d'image 1 , qui procède en agglomérant des photodétecteurs voisins par segments successifs disjoints, par exemple par paires disjointes de photodétecteurs successifs. Autrement dit, la longueur de segment et la longueur de décalage entre deux segments successifs sont égales : M = L, par exemple toutes deux égales à deux photodétecteurs 10. Ce mode de lecture n'utilise donc pas la présente invention. S1 ', S2', S3', S4'... désignent les nouveaux segments qui sont ainsi définis dans la rangée des photodétecteurs 10 du capteur 1 , à la place des segments S1 , S2, S3, S4... La fréquence d'échantillonnage du mode de lecture de la Figure 3 est deux fois plus faible que celle du mode de lecture de la Figure 2, et la contribution du capteur 1 à la fonction de transfert de modulation pour la moitié de la fréquence d'échantillonnage, est de nouveau égale à ^« 0,64 pour la Figure 3, au lieu de ^« 0,3 pour la Figure 2. Pour ces raisons, le mode de lecture de la Figure 2, qui est conforme à la présente invention, produit moins d'artéfacts dans l'image qui est finalement saisie.

Par ailleurs, la valeur du rapport signal-sur-bruit est aussi plus faible pour le mode de lecture de la Figure 2, en comparaison avec celui de la Figure 3, d'un facteur égal à (3/2) ^{1 2} « 1 ,22.

Cependant, les deux modes de lecture des Figures 2 et 3 correspondent à des quantités de données d'image qui sont identiques.

Dans des réalisations polyvalentes de l'invention, les deux modes de lecture du capteur d'image, respectivement conformes aux Figures 2 et 3, peuvent être sélectionnés en alternance à volonté, en fonction de la mission d'imagerie concernée. Une telle sélection peut être effectuée par une commande appropriée qui est adressée au contrôleur 2, par exemple.

Il est entendu que l'invention telle qu'elle vient d'être décrite peut être adaptée ou modifiée dans des détails de sa mise en œuvre, tout en conservant certains au moins des avantages qui ont été cités. En particulier, les longueurs de segment L et de décalage M entre deux segments successifs peuvent être augmentées, mais toutefois la longueur de segment L reste strictement comprise entre la longueur décalage M et le double de cette dernière, pour l'application de l'invention.