Le but des recherches presentees dans cette communication 
est de remplacer, dans le flux de données, le volet 
analogique (photos sur film) par une méthode 
complétement numérique. On propose de créer des images 
synthétiques à partir de plusieurs images individuelles 
captées à l'aide d'une caméra vidéo de type CCD (Charge 
Coupled Device) de format courant. L'image de synthèse 
produite aura des dimensions sensiblement supérieures à 
celles de chaque image individuelle et sera équivalente à 
une image captée par un senseur CCD fictif de grande 
dimension. 
1.2 Systèmes existants pour l'acquisition des images 
numériques 
Comme le mentionnait Light, les systèmes d'acquisition 
d'images restent tributaires du film pour la 
photogrammétrie aérienne: 
"The lack of quality large format digital cameras is a 
major impediment to digital image photogrammetry at this 
time." (Light, D.L., 1996). 
Cette affirmation est valable principalement pour la 
photogrammétrie aérienne. Dans le cas de la 
photogrammétrie terrestre, elle reste valable pour les 
applications concernant des objets en mouvement. Pour les 
objets fixes, des solutions ont été déjà concues dans le but 
d'augmenter la résolution des images numériques. 
D'aprés la littérature disponible, il y a seulement deux 
solutions pour obtenir des images numériques d'une 
résolution supérieure à la résolution d'un seul senseur (une 
seule camera CCD standard): les caméras CCD avec 
balayage interne, qui peut étre "macro" ou "micro" (voir 
section 1.2.1) et les systémes de macro-balayage ("macro- 
scanning system" en anglais). 
1.2.1 Caméras CCD avec balayage interne 
Les caméras CCD avec balayage interne utilisent deux 
principes pour augmenter la résolution des images 
obtenues: le macro-balayage et le micro-balayage (Lenz et 
Lenz, 1993). 
Le macro-balayage consiste à déplacer un senseur CCD 
classique dans le plan focal d'une caméra et ensuite 
additionner les images individuelles pour former une 
image plus grande. Un systéme de mesure de grande 
précision est indispensable pour pouvoir positionner 
chaque image individuelle dans le plan focal. On peut 
partager ces caméras en fonction du type du senseur: 
- les caméras utilisant un senseur linéaire ("Line Scanning 
Camera") oü une barrette d'éléments de type CCD est 
déplacée dans une direction perpendiculaire à l'axe 
longitudinal du senseur. Un exemple est la caméra Rollei 
LSC qui a un mécanisme de précision pour déplacer la 
barrette avec des "pas" de 7 microns avec une précision 
(répétabilité) de 2 microns (Miedlig, E. et Wester- 
Ebbinghaus, W. 1991). 
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- les caméras utilisant un senseur CCD bi-dimensionnel qui 
se déplace dans les deux directions du plan focal. Une des 
solutions les plus perfectionnées pour positionner chaque 
image individuelle est adoptée par les caméras avec 
balayage de réseau ("Réseau Scanning Cameras" ou RSC). 
Dans ces caméras, le capteur CCD est déplacé 
parallèlement à une plaque de verre sur laquelle un réseau 
de points calibrés est gravé. Les positions de tous les points 
du réseau sont connues avec une grande précision. Un 
minimum de 4 points du réseau doivent être visibles sur 
toutes les images individuelles qui seront positionnées en 
appliquant une transformation affine. Une image globale 
sera rééchantillonnée pour couvrir la superficie du plan 
focal couverte par les images individuelles. Des détails sur 
les caméras-réseau sont présentés par Miedlig, E. et 
Wester-Ebbinghaus, W. (1991) et Peipe et al (1992). Une 
comparaison entre la "Réseau-Scanning" caméra et d'autres 
techniques de mesure a été faite par Riechmann, W. (1992). 
Le micro-balayage consiste à déplacer le senseur CCD 
dans le plan focal de la caméra dans les deux directions sur 
des trés courtes distances, inférieures à la largeur d'un pixel 
du capteur. On parle ici d'un pixel physique du capteur 
CCD ou d'un élément d'enregistrement. L'image est ensuite 
rééchantillonnée en utilisant des — algorithmes 
d'interpolation pour calculer des valeurs pour des pixels de 
dimensions inférieures aux pixels originaux (Lenz et Lenz, 
1993). Toutes ces solutions restent coûteuses car elles 
impliquent des caméras avec des pièces mécaniques de 
grande précision. 
1.2.2 Les systèmes de macro-balayage 
Les systèmes de macro-balayage ("macro-scanning 
systems”) consistent à enregistrer plusieurs images à partir 
d'un point fixe en imprimant à la caméra des mouvements 
de rotation et d'inclinaison et à enregistrer avec précision 
les angles de rotation. Cette solution est discutée par 
Wester-Ebbinhaus, W., (1988) et dans Chapman et al 
(1992) où l'on retrouve des détails sur une utilisation dans 
un environnement dangereux (une centrale nucléaire). En 
pratique, il faut construire un photothéodolite numérique 
(ou vidéo-théodolite). 
La mathématique pour le cas général d'un système de 
caméra vidéo avec rotation et inclinaison ("digital turning 
and tilting camera") a été présentée par Uffenkamp (1993). 
Il donne aussi les formules pour tenir compte des erreurs 
dues à la non-perpendicularité des axes de rotation. 
Uffenkamp fait la distinction entre les vidéothéodolites et 
les systémes des caméras vidéo avec rotation et inclinaison. 
La différence correspond plutôt aux méthodes 
d'exploitation des images obtenues: le vidéothéodolite est 
utilisé comme un photothéodolite classique où le film a été 
remplacé par une caméra CCD tandis que la conception du 
système de caméra CCD tournante et inclinable correspond 
aux techniques photogrammétriques de balayage séquentiel 
des objets. La construction mécanique reste la même. Il 
s'agit donc d'un instrument mécanique de haute précision, 
avec un système de mesure des angles comparable à un 
théodolite: 
International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing. Vol. XXXI, Part B2. Vienna 1996 
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