FUsion MULTIspectral-imSPOC – FuMultiSPOC

Le projet FUsion MULTIspectral-imSPOC (FuMultiSPOC) vise la conception
d'un système innovant d'imagerie hyperspectrale multicapteur pour
générer des images à très haute résolution spectrale et spatiale avec
une information de profondeur de la scène.

Ce projet repose sur le concept ImSPOC (brevet 2018 IPAG-ONERA), une
technologie innovante pour l'acquisition instantanée
(snapshot) d'images hyperspectrales par un spectromètre
interférométrique statique miniaturisé. La technologie ImSPOC est en
cours d'exploration, en se focalisant aux domaines ultraviolet et
infrarouge dans des applications spécifiques, telle que la surveillance
des gaz atmosphériques. Le retour d'expérience montre, d'une part, l'incontestable
grand potentiel de cette technologie grâce à sa haute résolution spectrale
et sa compacité, et d'autre part, les difficultés liées à des utilisations variées
de cette technologie pour des applications typiques de l'imagerie
hyperspectrale ``classique'', tel que le monitorage de l'environnent par
télédétection. En effet, la technologie ImSPOC souffre de difficultés
techniques liées à une mise en œuvre délicate, à la nécessité d'une caractérisation
précise de l'instrument et au rôle incontournable du traitement
des données acquises afin d'accéder a l'information spectrale d'une
scène. Une ultérieure limitation d'ImSPOC est la faible résolution
spatiale des acquisitions, due à la configuration \textit{snapshot}, qui
rend cette technologie inadaptée pour plusieurs applications civiles et
militaires.

Pour pallier ces problématiques \acro propose un système multicapteur
en couplant un imageur ImSPOC avec une caméra
multispectrale conventionnelle à plus haute résolution spatiale. Cette configuration
donne deux avantages: i) l'utilisation d'une information spectrale à
basse résolution (caméra multispectrale) en tant que référence pour une
estimation plus précise de spectres à partir des acquisitions
interférométriques d'ImSPOC; et ii) la génération d'une image
hyperspectrale de la scène à haute résolution spectrale et spatiale par
fusion de données. De plus, la configuration similaire à une caméra
plénoptique du capteur ImSPOC sera exploitée pour estimer une information de
profondeur d’une scène (3D), qui pourra être à haute résolution spatiale
par fusion avec l'image multispectrale.
Les développements méthodologiques au niveau de la fusion de données requièrent
des compétences avancées en traitement du signal et des images,
conception optique, problèmes inverses et optimisation qui sont assurées
par l'expérience reconnue des partenaires.

La capacité du système multicapteur proposé, qui est d'acquérir l'information d'une scène à
haute résolution spectrale, spatiale et 3D, combinée à son
faible encombrement présente un fort potentiel pour la filière
hyperspectrale française civile et militaire avec plusieurs retombées
attendues aux niveaux scientifique, industriel, économique et social.