Lancement du kit One-Pix : caméra hyper-spectrale mono-pixel

Details

Published on 13 September 2022

L’imagerie hyperspectrale consiste à mesurer plus d’une centaine d’images d’une scène chacune à des longueurs d’onde différentes. Cela permet d’obtenir sur celle-ci des informations spatiales et spectrales fines. Le kit One-Pix est une caméra hyperspectrale utilisant une nouvelle méthode d’imagerie non conventionnelle dite mono-pixel. Il reconstruit une image à partir d’un détecteur unique par projections de motifs structurés. Il permet ainsi de transformer un simple spectromètre en une caméra hyperspectrale fonctionnant en intérieur dans la gamme spectrale du visible. Il peut cependant être étendu vers le proche infrarouge pour l’analyse du front rouge des scènes végétales. De manière générale, ses applications sont diverses : agriculture de précision, tri optique, caractérisation de surface et analyse des matériaux, pharmacologie, géologie / industrie minière, diagnostic médical et chirurgie guidée, etc.

Plusieurs offres sont proposées aux futurs utilisateurs, allant du kit de matériel à assembler soi-même au kit clé en main étalonné. Son prix de 5000€ en fait un atout majeur comparé au coût des autres solutions du marché qui nécessite un investissement multiplié par dix.

Rendu économique et facilement accessible, le kit One-Pix constitue un véritable outil pédagogique. Il est en effet l’allié idéal des enseignants et étudiants pour montrer et découvrir le fonctionnement de l’imagerie spectrale, l’optique de Fourier, le traitement d’images/machine learning, la spectroscopie, ... Les intérêts pour la recherche sont également nombreux : imagerie compressée, imagerie non-conventionnelle, plateforme partagée d’expérimentations communes, création de bases de données hyperspectrales pour les sciences appliquées (agronomie, environnement, géologie, santé, ...), etc.


Principe de fonctionnement
Le kit O ne-Pix contient un vidéoprojecteur et un spectromètre fibré à champs de vision superposés. Les deux sont connectés et contrôlés par une carte Raspberry Pi. La technologie O ne-Pix consiste à projeter une série d’images structurées (basées sur les motifs de Bernoulli, Hadamard, ou encore Fourier) sur une scène à imager. Un spectromètre mesure le spectre réfléchi moyen de la scène pour chaque projection. Un algorithme reconstruit alors l’hypercube de la scène à partir de tous les spectres mesurés lors de l’acquisition , la résolution de l’image s’améliorant donc au fur et à mesure de la récolte des données. La carte Raspberry Pi assure quant à elle la synchronisation entre les projections
de motifs et les mesures du spectromètre. A noter que ce kit modulaire est utilisable avec différents spectromètres.


Un kit open-source
A ce kit est associé un dépôt libre sur la plateforme Git Hub. Cet espace de partage contient la documentation permettant de construire soi-même son propre kit matériel One-Pix, celui-ci ayant été développé avec le besoin premier de pouvoir être assemblé dans un fablab standard avec découpe laser. Peu de câblage (tout en basse tension) et aucune soudure n’est nécessaire. Le dépôt contient également l’ensemble des algorithmes permettant la mesure d’images hyperspectrales. Est également hébergé l’ensemble des scripts maintenus à jour. One-Pix est conçu pour implémenter facilement les développements des utilisateurs et ainsi améliorer continuellement l’ergonomie et les spécifications techniques de l’instrument. L’objectif est de créer un espace d’adoption, de diffusion et de collaboration au sein d’une communauté d’utilisateurs.

Lien vers le GitHub :
https://github.com/PhotonicsOpenProjects/ONE-PIX

One-Pix vs Pro-Pix
Le kit One-Pix a été conçu pour une utilisation uniquement en intérieur. Une version plus performante – Pro-Pix - est en cours de développement, à l’étape de démonstrateur. L’intégration d’autres composants plus robustes permettra au Pro-Pix de fonctionner en environnement extérieur ou industriel. Il s’appuiera également sur les
algorithmes déjà renseignés dans le GitHub. Sa commercialisation est d’ores et déjà prévue pour 2023.

Commercialisation sous une nouvelle marque : POP
Afin de commercialiser ces deux nouveaux produits - One-Pix et Pro-Pix – Photonics Bretagne a créé une nouvelle marque nommée POP ® (Photonics Open Projects). Plus généralement, POP® sert à valoriser les collaborations de développements de produits innovants en agrophotonique entre Photonics Bretagne et Arvalis – Institut du végétal.

Pour en savoir plus :
https://www.photonics-bretagne.com/fr/product/imageur-hyperspectral-one-pix-pop/

Contact :
Agnès Gautret |+33 (0)6 98 01 21 01
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