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Applied Optics (OSA Publishing), Vol. 57, 7 (2018)

Imagerie polarimétrique à deux pixels par acquisition compressive

Polarizer-free two-pixel polarimetric camera by compressive sensing

Imagerie polarimétrique à deux pixels par acquisition compressive

L’imagerie polarimétrique est une technique non conventionnelle souvent utilisée pour révéler des contrastes invisibles avec des caméras standard, notamment dans le domaine du diagnostic biomédical ou des applications défense. Dans ce contexte, la simplification des systèmes d’acquisition et leur versatilité est en enjeu majeur.

Les principes de la détection compressive (compressed sensing), qui vise à acquérir des images « pré-comprimées » au moyen de stratégies d’acquisition non conventionnelles, nous ont permis de proposer un concept original d’imageur polarimétrique compressif. Ce système utilise simplement une matrice de micro¬miroirs et deux détecteurs mono-¬pixel, sans nécessiter de polariseur à la détection. Il offre ainsi un compromis intéressant en termes de complexité instrumentale, de sensibilité et d’accordabilité spectrale. Une telle architecture d’imageur pourrait ainsi être transposée dans des domaines de longueur d’onde où l’imagerie polarimétrique reste actuellement absente.

Différents algorithmes itératifs ont été proposés et testés pour résoudre le problème de reconstruction d’image posé par ce type d’imagerie, en tenant compte des contraintes physiques spécifiques de la polarimétrie. Les tests numériques réalisés démontrent la capacité de cette approche à reconstruire des images polarimétriques contrastées, sans utiliser aucun polariseur à la détection, tout en offrant des taux de compression appréciables (au-delà de 60 %).

 
Exemple d’images simulées (512 * 512= 262 000 pixels) reconstruites à partir de 100 000 mesures temporelles sur deux photodiodes (taux de compression : 60%) sans polariseur. À gauche : image d’intensité standard reconstruite. À droite : l’image de contraste polarimétrique reconstruite permet de révéler la présence de 3 objets constrastés par rapport au fond, invisible sur l’image d’intensité.
 
Contacts
Julien FADE

julien.fade univ-rennes1.fr

02 23 23 52 15

 
Partenaires

CEA, Département d’Astrophysique-SEDI

 
Référence

Polarizer-free two-pixel polarimetric camera by compressive sensing, J.Fade, E.Perrotin, J.Bobin. Appl. Optics Vol. 57, 7, B102-B113 (2018), DOI : 10.1364/AO.57.00B102

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