Measuring ground displacements from SAR amplitude images: Application to the Landers Earthquake

ERS SAR amplitude images are utilized to map ground displacements from a sub‐pixel correlation method. It yields a ground two‐dimensional displacement field with independent measurements about every 128m in azimuth and 250m in range. The accuracy depends on the characteristics of the images. For the Landers test case, the 1‐σ uncertainty is 0.8m in range and 0.4m in azimuth. We show that this measurement provides a map of major surface fault ruptures accurate to better than 1km and information on coseismic deformation comparable to the 92 GPS measurements available. Although less accurate, this technique is more robust than SAR interferometry and provides complementary information since interferograms are only sensitive to the displacement in range

Measuring Earthquakes from Optical Satellite Images

Système pour l'Observation de la Terre images are used to map ground displacements induced by earthquakes. Deformations (offsets) induced by stereoscopic effect and roll, pitch, and yaw of satellite and detector artifacts are estimated and compensated. Images are then resampled in a cartographic projection with a low-bias interpolator. A subpixel correlator in the Fourier domain provides two-dimensional offset maps with independent measurements approximately every 160 m. Biases on offsets are compensated from calibration. High-frequency noise (0.125 m^-1 ) is ~0.01 pixels. Low-frequency noise (lower than 0.001 m^-1 ) exceeds 0.2 pixels and is partially compensated from modeling. Applied to the Landers earthquake, measurements show the fault with an accuracy of a few tens of meters and yields displacement on the fault with an accuracy of better than 20 cm. Comparison with a model derived from geodetic data shows that offsets bring new insights into the faulting process

Compact infrared pinhole fisheye for wide field applications

International audienceThe performances of a compact infrared optical system using advanced pinhole optics for wide field applications are given. This concept is adapted from the classical Tisse design in order to fit with infrared issues. Despite a low light gathering efficiency and a low resolution in comparison with classical lenses, pinhole imagery provides a long depth of field and a wide angular field of view. Moreover, by using a simple lens that compresses the field of view, the angular acceptance of this pinhole camera can be drastically widened to a value around 180{\textdegree}. This infrared compact system is named pinhole fisheye since it is based on the field lens of a classical fisheye system

Vers l'intégration de fonctions d'imagerie sur le plan focal infrarouge Application à la conception et à la réalisation d'une caméra sur puce infrarouge cryogénique

La miniaturisation des systèmes optiques est un domaine de recherche qui suscite un grand intérêt scientifique actuellement. En effet, moins volumineux et moins chers, ils peuvent prétendre à être diffusés dans des applications diverses. L'objectif de cette thèse est de concevoir des systèmes d'imagerie extrêmement compacts, intégrés au plus près du détecteur infrarouge refroidi, et idéalement solidaires de celui-ci. Des travaux de recherche sont actuellement menés pour miniaturiser les systèmes optiques : moins volumineux et moins chers, ils peuvent prétendre à être diffusés dans des applications diverses. L'objectif de cette thèse est de concevoir des systèmes d'imagerie extrêmement compacts, intégrés au plus près du détecteur infrarouge refroidi, et idéalement solidaires de celui-ci. J'ai tout d'abord mis en évidence des stratégies pour la simplification et la miniaturisation des systèmes optiques. Parmi elles, les approches menant à des systèmes multivoies semblent être les plus prometteuses pour concevoir des systèmes à la fois compacts et performants. J'ai alors proposé deux architectures multivoies simples, compactes et intégrées au plus près du détecteur infrarouge. La première, de champ d'observation égal à 120, intègre une matrice de microlentilles à quelques centaines de micromètres seulement du détecteur infrarouge : elle est qualifiée de caméra sur puce. Des défis technologiques ont dû être relevés pour réaliser ce composant. J'ai développé un algorithme de reconstruction d'images et évalué expérimentalement les performances de la caméra. Ce système produit, après traitements, une image échantillonnée au pas de 7,5 m. Cette valeur est deux fois meilleure que celle qui pourrait être obtenue avec une caméra monovoie classique, associée à un détecteur infrarouge à l'état de l'art actuel, avec un pas pixel de 15 m. J'ai contribué à la réalisation du second système en développant une méthode originale et simple pour en fabriquer les matrices de microlentilles. Cette technique consiste à mouler par compression de la poudre de bromure de potassium à température ambiante.Ces travaux ouvrent la voie à une nouvelle génération de détecteurs infrarouges, qui intègrent une fonction d'imagerie.Miniaturizing optical systems is a research area of great interest nowadays: if they were smaller and cheaper, optical systems could be widespread in many applications. This work aims at designing very compact optical systems for imagery applications, which could be integrated near the infrared cryogenic detector and ideally directly on it.First, I have presented original design strategies to simplify and miniaturize optical systems. Approaches which lead to multichannel systems seem to be the most interesting ones to design compact and effective systems. Then, I have proposed two multichannel optical architectures, which are simple, compact, and integrated near the infrared detector. The first camera, which has a field of view equal to 120, integrates a microlens array at a few hundreds of micrometers only of the infrared detector: it is called a wafer-level camera. Technological challenges have been overcome to manufacture this component. I have developed an image processing method, and assessed the characteristics of the camera experimentally. This system samples the final image with a pitch equal to 7,5 m. This value is two times better than the one which could be obtained by using a one-channel camera associated with a state-of-the-art infrared detector, with a pixel pitch equal to 15 m. In order to manufacture the second architecture, I have developed an original and simple method to obtain the microlens arrays, by compression molding of Potassium Bromide powder at ambient temperature. This work gives some elements to design a new generation of infrared detectors with an imagery function.PARIS11-SCD-Bib. électronique (914719901) / SudocSudocFranceF

Compact infrared cryogenic wafer-level camera: design and experimental validation

International audienceWe present a compact infrared cryogenic multichannel camera with a wide field of view equal to 120 degrees. By merging the optics with the detector, the concept is compatible with both cryogenic constraints and wafer-level fabrication. The design strategy of such a camera is described, as well as its fabrication and integration process. Its characterization has been carried out in terms of the modulation transfer function and the noise equivalent temperature difference (NETD). The optical system is limited by the diffraction. By cooling the optics, we achieve a very low NETD equal to 15 mK compared with traditional infrared cameras. A postprocessing algorithm that aims at reconstructing a well-sampled image from the set of undersampled raw subimages produced by the camera is proposed and validated on experimental images. (C) 2012 Optical Society of Americ

Transmission désordonnée et speckle

Faire une image, un hologramme, une mesure en métrologie, utiliser une pince optique pour manipuler une cellule, une macromolécule, propager un faisceau laser, conjuguer plusieurs faisceaux pour accumuler leur énergie en un point précis de l’espace à l’instant souhaité, oblige à propager ces faisceaux dans des milieux variés soumis à diverses contraintes. Ces faisceaux peuvent traverser non seulement des milieux gazeux, liquides ou solides dans lesquels des fluctuations de concentrations figées ou non sont susceptibles d’exister, mais aussi des interfaces immanquablement soumises à des rugosités d’échelles variées. Bref, la lumière rencontre sur son chemin de nombreux obstacles avant d’arriver sur le capteur, la photodiode à avalanche, une simple caméra, un spectroscope ou un imageur multispectral. Nous nous intéresserons dans cet article à décrire la principale conséquence d’une interaction avec un milieu désordonné, à savoir l’apparition d’un bruit ou d’un signal nommé « speckle », celui-ci pouvant être objectif ou subjectif

Imagerie multispectrale, vers une conception adaptée à la détection de cibles

L imagerie hyperspectrale, qui consiste à acquérir l'image d'une scène dans un grand nombre de bandes spectrales, permet de détecter des cibles là où l'imagerie couleur classique ne permettrait pas de conclure. Les imageurs hyperspectraux à acquisition séquentielle sont inadaptés aux applications de détection en temps réel. Dans cette thèse, nous proposons d utiliser un imageur multispectral snapshot, capable d acquérir simultanément un nombre réduit de bandes spectrales sur un unique détecteur matriciel. Le capteur offrant un nombre de pixels limité, il est nécessaire de réaliser un compromis en choisissant soigneusement le nombre et les profils spectraux des filtres de l'imageur afin d optimiser la performance de détection. Dans cet objectif, nous avons développé une méthode de sélection de bandes qui peut être utilisée dans la conception d imageurs multispectraux basés sur une matrice de filtres fixes ou accordables. Nous montrons, à partir d'images hyperspectrales issues de différentes campagnes de mesure, que la sélection des bandes spectrales à acquérir peut conduire à des imageurs multispectraux capables de détecter des cibles ou des anomalies avec une efficacité de détection proche de celle obtenue avec une résolution hyperspectrale. Nous développons conjointement un démonstrateur constitué d'une matrice de 4 filtres de Fabry-Perot accordables électroniquement en vue de son implantation sur un imageur multispectral snapshot agile. Ces filtres sont développés en technologie MOEMS (microsystèmes opto-électro-mécaniques) en partenariat avec l'Institut d'Electronique Fondamentale. Nous présentons le dimensionnement optique du dispositif ainsi qu'une étude de tolérancement qui a permis de valider sa faisabilité.Hyperspectral imaging, which consists in acquiring the image of a scene in a large number of spectral bands, can be used to detect targets that are not visible using conventional color imaging. Hyperspectral imagers based on sequential acquisition are unsuitable for real-time detection applications. In this thesis, we propose to use a snapshot multispectral imager able to acquire simultaneously a small number of spectral bands on a single image sensor. As the sensor offers a limited number of pixels, it is necessary to achieve a trade-off by carefully choosing the number and the spectral profiles of the imager s filters in order to optimize the detection performance. For this purpose, we developed a band selection method that can be used to design multispectral imagers based on arrays of fixed or tunable filters. We use real hyperspectral images to show that the selection of spectral bands can lead to multispectral imagers able to compete against hyperspectral imagers for target detection and anomaly detection applications while allowing snapshot acquisition and real-time detection. We jointly develop an adaptive snapshot multispectral imager based on an array of 4 electronically tunable Fabry-Perot filters. The filters are developed in MOEMS technology (Micro-Opto-Electro-Mechanical Systems) in partnership with the Institut d'Electronique Fondamentale. We present the optical design of the device and a study of tolerancing which has validated its feasibility.PARIS11-SCD-Bib. électronique (914719901) / SudocSudocFranceF

Contribution à l'étude du chalcolithique

Arnal Jean, Taboury Félix Jean. Contribution à l'étude du chalcolithique. In: Bulletin de la Société préhistorique de France, tome 47, n°3-4, 1950. pp. 142-146

Spectro-imagerie aéroportée par transformation de Fourier avec un interféromètre statique à décalage latéral (réalisation et mise en oeuvre)

La spectro-imagerie consiste à acquérir l'image d'une scène dans un grand nombre de bandes spectrales en parallèle. Comme la taille des détecteurs actuels ne permet pas l'acquisition simultanée de toute l'information, la plupart des dispositifs comportent un système de balayage, qu'il soit spectral ou spatial. Malheureusement, ce balayage conduit souvent à n'utiliser qu'une faible portion de la lumière disponible. Or, dans l'infrarouge moyen (3 m-5 m) et lointain (8 m-12 m), le bruit propre des détecteurs est trop élevé pour permettre un tel gaspillage du flux. Un spectro-imageur par transformée de Fourier statique à grande étendue, constitué de l'association d'un système d'imagerie bi-dimensionnelle et d'un interféromètre à deux ondes, est une réponse à ce problème, et se trouve de surcroît bien adapté à l'imagerie aéroportée. C'est un tel système que nous avons étudié, du point de vue des performances radiométriques, de l'encombrement, et des aberrations. Nous avons ensuite réalisé un instrument visible afin de valider expérimentalement le concept optique, ce qui a été fait lors d'une campagne de mesures aéroportées.In spectral imaging, a scene is imaged in parallel in a large number of spectral bands. Since the current size of focal planes does not allow to acquire the full information simultaneously, most existing instruments involve scanning either in the spectral or in the spatial domain. Unfortunately, this leads to wasting most of the available light. But in the midwave or longwave infrared (3 m-5 m and 8 m-12 m), the detector noise is too significant to suffer this waste of light. A high étendue imaging static Fourier-transform spectrometer, consisting of a two-dimensional imaging system and a two-waves interferometer, is a solution to this issue, and is furthermore well suited to airborne imagery. We studied such a system, focusing on its radiometric performances, its size, and the impact of optical aberrations. We then built up an instrument in the visible range, in order to demonstrate the optical concept, which was done during an airborne campaign.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF