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Auteur(s)
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Jean-Louis MEYZONNETTE : Ingénieur de l’École Supérieure d’Optique - Professeur à l’École Supérieure d’Optique
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article a pour objet de présenter les procédures les[nbsp ]plus couramment utilisées pour concevoir un système optronique et évaluer ses caractéristiques.
Pour cela, on rappelle tout d’abord le problème général de la détection de signaux, que l’on trouve non seulement en optique, mais aussi dans beaucoup d’autres domaines tels que le radar, les télécommunications et les transmissions, la mesure automatique, la reconnaissance de forme, etc. Le paragraphe 2 illustre qualitativement le problème de la détection optique par l’exemple classique de l’observation d’une scène.
En fonction du traitement de signal, on distingue deux classes de systèmes optroniques : d’une part, les systèmes dits « à détection automatique » c’est-à-dire sans aucune intervention humaine dans le fonctionnement de l’appareil, et, d’autre part, les systèmes dits à visualisation, dans lesquels un opérateur intervient et observe un écran.
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1. Position générale du problème
Les performances en détection d’un système optronique se définissent à partir des objectifs et de la mission assignés à ce système (par exemple, le taux d’erreur par bit pour un système optronique de télécommunications). Dans le cas d’un système chargé de la surveillance et de la défense d’une zone, la performance se traduira en général par sa portée de détection, c’est-à-dire la limite en distance au-delà de laquelle la surveillance n’est plus assurée avec les qualités requises. Pour un système d’imagerie infrarouge, on exprimera sa performance par la différence de température minimale qu’il permet de détecter, etc.
Dans chaque cas, le concepteur prendra soin d’analyser finement les caractéristiques spatiales, spectrales et temporelles du signal à détecter pour y adapter au mieux le système optronique, mais cette approche ne suffit pas pour déduire la performance du système. En effet, d’autres paramètres, extérieurs au système peuvent intervenir, tels que les pertes dues au milieu de propagation, qui peuvent dégrader le signal recherché, ou le masquer parmi d’autres sources, parasites, de rayonnements.
De façon générale, le signal délivré par le système optique en sortie de détecteur est un signal bruité et le problème général de la détection est de décider de la présence ou de l’absence de ce signal dans le bruit.
Pour juger de la performance en détection d’un système optique, on dresse la table de vérité suivante, basée sur la réponse (seul ou avec un observateur humain) en fonction de la réalité (absence ou présence de l’objet ou du signal optique recherché) (tableau 1).
Le comportement attendu du système est de détecter le signal utile en provenance de l’objet quand ce dernier est réellement présent (détection) et de ne pas réagir lorsque l’objet est absent (état de veille). Les défauts de fonctionnement apparaissent lorsque le système ne permet pas de percevoir le signal utile quand il est présent (non détection) ou lorsqu’il détecte sa présence alors que l’objet n’est pas là (cas de fausse alarme).
Cette table de vérité fait apparaître deux des critères essentiels dans la conception d’un système optronique et dans l’évaluation de ses performances,...
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