Les cap­teurs d’image de Ch­ro­no­cam ne font au­cun com­pro­mis

Electronique S - - Dossier - PAS­CAL COU­TANCE

La tech­no­lo­gie dé­ve­lop­pée par la jeune so­cié­té pa­ri­sienne per­met d’as­so­cier dans un même cap­teur une très haute ca­dence d’ac­qui­si­tion des images et une grande plage dy­na­mique, tout en li­mi­tant le dé­bit de don­nées à trans­fé­rer et la consom­ma­tion élec­trique. Le se­cret? Un fonc­tion­ne­ment ins­pi­ré de ce­lui de la ré­tine hu­maine…

Dans les cap­teurs d’image, le fonc­tion­ne­ment ha­bi­tuel consiste à faire l’ac­qui­si­tion des images trame par trame. La vi­sion est alors plu­tôt une af­faire de com­pro­mis entre ré­so­lu­tion des images, vi­tesse d’ac­qui­si­tion, plage dy­na­mique, dé­bits de don­nées à trans­fé­rer et consom­ma­tion élec­trique. Créée en 2014, la start-up pa­ri­sienne Ch­ro­no­cam compte faire fi de tout com­pro­mis dans ce do­maine avec sa tech­no­lo­gie CCAM (Eye)oT. Car contrai­re­ment aux cap­teurs Cmos clas­siques, cette tech­no­lo­gie n’est pas ba­sée sur une ac­qui­si­tion trame par trame, mais sur un fonc­tion­ne­ment asyn­chrone des pixels du cap­teur qui sont in­dé­pen­dants les uns des autres. « Dans notre tech­no­lo­gie, chaque pixel est maître de son des­tin. Elle s’ins­pire de la ma­nière dont la ré­tine hu­maine fonc­tionne, c’est-à-dire de fa­çon com­plè­te­ment asyn­chrone, l’idée étant de n’ac­qué­rir les don­nées que lorsque le pixel dé­tecte un

chan­ge­ment », ex­plique Lu­ca Verre, Pdg et co-fon­da­teur de Ch­ro­no­cam avec Ch­ris­toph Posh (di­rec­teur tech­nique) et Ryad Be­nos­man (conseiller scien­ti­fique), tous deux pro­fes­seurs à l’uni­ver­si­té Pierre-et-Ma­rie-Cu­rie (UMPC) et tra­vaillant pa­ral­lè­le­ment à l’Ins­ti­tut de la vi­sion. Les re­quêtes s’opèrent ain­si pixel par pixel, presque conti­nû­ment (toutes les mi­cro­se­condes si né­ces­saire) en adres­sant cha­cun d’eux en x et y, puis en don­nées de temps pour sa­voir à quel mo­ment est in­ter­ve­nu l’évé­ne­ment dé­tec­té. Ce fai­sant, toute la bande pas­sante du sys­tème est al­louée uni­que­ment aux pixels qui changent au lieu d’être en­com­brée par toutes les trames des images, ce qui ré­duit consi­dé­ra­ble­ment le be­soin en bande pas­sante. Ce mode de fonc­tion­ne­ment au­to­rise éga­le­ment une vi­tesse d’ac­qui­si­tion des images beaucoup plus éle­vée que dans le cas d’un cap­teur Cmos tra­di­tion­nel, alors que la quan­ti­té de don­nées ac­quises et à trans­mettre est, elle, beaucoup moins im­por­tante. Par ailleurs, chaque pixel a la pos­si­bi­li­té d’ajus­ter son temps d’ex­po­si­tion en fonc­tion des condi­tions d’éclai­re­ment aux­quelles il est sou­mis afin de s’af­fran­chir des pro­blèmes de sa­tu­ra­tion en cas de fort éclai­re­ment et de dé­tec­ter de faibles ni­veaux d’éclai­re­ment sans cu­mu­ler plu­sieurs ac­qui­si­tions, li­mi­tant ain­si les ar­té­facts de mou­ve­ment. La plage dy­na­mique s’en trouve ain­si gran­de­ment éten­due. Ce mode de fonc­tion­ne­ment asyn­chrone, sans hor­loge donc, per­met aus­si de ré­duire la consom­ma­tion élec­trique. Les al­go­rithmes de trai­te­ment dé­ve­lop­pés par Ch­ro­no­cam s’ins­pirent éga­le­ment de la bio­lo­gie hu­maine, en re­pro­dui­sant la ma­nière dont le cer­veau ana­lyse les don­nées re­cueillies par la ré­tine, avec un trai­te­ment « à la vo­lée » des don­nées, dès qu’un évé­ne­ment est dé­tec­té. Au fi­nal, Ch­ro­no­cam an­nonce pour son cap­teur une vi­tesse d’ac­qui­si­tion équi­va­lente à 100 000 images par se­conde (100 à 1000 fois su­pé­rieure à celle d’un cap­teur Cmos), une plage dy­na­mique su­pé­rieure à 180dB (contre 80dB grand maxi­mum pour les meilleurs cap­teurs Cmos du mar­ché), un taux de com­pres­sion éle­vé au ni­veau du pixel (x100) et une consom­ma­tion ré­duite (moins de 10mW, soit 10 fois moins que pour une ca­mé­ra conven­tion­nelle).

Par­te­na­riat avec Re­nault

Les ap­pli­ca­tions vi­sées concernent la na­vi­ga­tion au sens large (ca­mé­ra in­té­grée dans les sys­tèmes Adas des vé­hi­cules, dans les ro­bots in­dus­triels, les sys­tèmes de vi­sion in­dus­triels, les drones, etc.), et les ob­jets connec­tés. Les ap­pli­ca­tions de na­vi­ga­tion peuvent ain­si ti­rer pro­fit de la dé­tec­tion à haute ca­dence et en temps réel de ces cap­teurs dans des condi­tions lu­mi­neuses qui peuvent être com­pli­quées alors que les ob­jets connec­tés peuvent ga­gner en « in­tel­li­gence » en in­té­grant ces cap­teurs d’image très basse consom­ma­tion. Entre sa créa­tion en 2014 et la mi-2016, la so­cié­té avait dé­jà le­vé des fonds à hau­teur de 2,5 mil­lions d’eu­ros (Ro­bert Bosch Ven­ture Ca­pi­tal, CEA In­ves­tis­se­ment…), mais elle a de­puis pas­sé la vi­tesse su­pé­rieure. Fin 2016, Ch­ro­no­cam a en ef­fet le­vé 15mil­lions de dol­lars, pour pas­ser à la phase d’in­dus­tria­li­sa­tion, lors d’un tour de table im­pli­quant Re­nault, In­tel Ca­pi­tal, Ro­bert Bosch Ven­ture Ca­pi­tal, iBio­next, 360 Ca­pi­tal et CEA In­ves­tis­se­ment. Et un bon­heur n’ar­ri­vant ja­mais seul, Re­nault a si­gné au même mo­ment un ac­cord de dé­ve­lop­pe­ment stra­té­gique avec Ch­ro­no­cam qui va permettre d’en­trer dans une nou­velle phase de dé­ploie­ment des so­lu­tions de cette start-up dans les sys­tèmes d’aide à la conduite et les vé­hi­cules au­to­nomes. Il y a un an, la so­cié­té comp­tait une quin­zaine de sa­la­riés, mais son ef­fec­tif est pas­sé au­jourd’hui à 50 sa­la­riés pour ac­com­pa­gner son dé­ve­lop­pe­ment.

LU­CA VERRE, Pdg et co­fon­da­teur de Ch­ro­no­cam

Contrai­re­ment aux cap­teurs Cmos clas­siques, la tech­no­lo­gie de Ch­ro­no­cam n’est pas ba­sée sur une ac­qui­si­tion trame par trame, mais sur un fonc­tion­ne­ment asyn­chrone des pixels du cap­teur, ins­pi­ré du fonc­tion­ne­ment

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