Brevet FR2150654A1 — publié le 19730413

L'invention concerne un procédé et un dispositif de traitement de signaux pour la poursuite paWcontraste d'un objet. Une telle poursuite par contraste peut être appliquée à de nombreux domaines où il est nécessaire de déterminer automatiquement la position angulaire d'un objet fixe ou mobile par rapport à une direction de référence. Comme dans le cas de la détection et de l'observation visuelle d'un objet, il est nécessaire pour la poursuite par contraste que l'objet présente un contraste suffisant par rapport au fond dans lequel il se trouve. En conséquence, un objet présentant un faible contraste par rapport à un fond où il existe dau- tres objets de dimensions et de luminances similaires est particulièrement difficile à détecter et à suivre. Le problème de la poursuite par contraste à résoudre suivant l'invention consiste à traiter le signal vidéo de manière qu'une information détaillée et valable ne soit pas perdue et à utiliser un contraste optimal de objet par rapport au fond ainai qu'à effectuer un filtrage en vue de réduire au minimum l'influence de parasites électroniques sur le signal vidéo. Des procédés basés sur le traitement d'un signal vidéo digitalisé sont moins appropriés en ce qui concerne la suppression des parasites électroniques dans le signal vidéo ou bien de variations dans le fond lorsqu'elles sont du même ordre de grandeur que le contraste réel de l'objet. L'invention a pour but d'utiliser de façon optimale des variations du contraste existant dans la "fenêtre électronique de manière à suivre l'objet après sa détection dans une position définie en relation avec la fenêtre afin que la poursuite puisse être effectue d'une manière aussi précise que possible. L'invention a également pour but de fournir un procédé et un dispositif de poursuite automatique par contraste d'objet qui éliminent ou réduisent les effets de variations locales de la luminance du fond et qui peuvent, par conséquent, être utilisés également avec des objets présentant un faible contraste variable par rapport au fond et dans lesquels les parasites électroniques contenus dans le signal vidéo sont filtrés de façon optimale. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels Fig. 1 représente schématiquement un dispositif de poursuite par contraste vidéo suivant l'invention Fig. 2 est un schéma synoptique montrant comment le signal peut être traité conformément à l'invention. Sur la fig. 1, on a désigné par 1 le champ de vision d'un viseur 2. Le viseur, qui a été représenté sur la figure à titre d'exemple sous la forme d'une caméra de télévision est équipé de manière à produire un signal vidéo constituant une reproduction lectronique du contenu du champ de vision. Par l'intermédiaire d'une unité de traitement de signaux 3, dont la structure sera décrite de façon plus détaillée en référence à la fig. 2, la caméra de télévision 2 est reliée électroniquement à un appareil de contrôle 4 sur l'écran 5 duquel une image visible du champ de vision est produite par le signal vidéo. Dans le champ de vision de la caméra de télévision, se trouve un objet 6 qui ressort par rap port à son fond environnant. L'objet 6 produit une image 7 sur l'écran 5. Sous l'action de circuits de l'unité de traitement de signaux 3, une fenêtre électronique correspondant à une partie du champ de vision est définie. L'étendue de la fenêtre électronique sur l'écran 5 est représentée sur ce dernier par les points d'extrémités de bandes lumineuses 8 disposées à la manière d'un réticule. Les bandes lumineuses sont engendrées électroniquement dans l'unité de traitement de signaux. La fenêtre électronique peut être réglée manuellement de façon à prendre toute position requise sur I'écran-5 à l'aide d'une unité de commande 9 reliée à l'unité de traitement de signaux. L'unité de traitement de signaux 3 est destinée à effectuer une poursuite automatique de l'objet 6 à partir du signal vidéo. Au cours de la poursuite, le signal vidéo compris dans la fenêtre électronique est en relation avec le signal de fond dans des sones limitées du champ de vision. Dans ce but, l'unité de traitement de signaux est pourvue de moyens d'exploration du contraste de l'objet, cette opération étant effectuée par exploration du signal vidéo à l'intérieur de la fenêtre électronique et par comparaison de ce signal avec le signal vidéo à l'extérieur de la fenêtre. Pour amorcer une poursuite par contraste, il est nécessaire d'assurer un accrochage manuel sur l'objet. Ce problème est résolu, après détection de l'image de l'objet 6 sur ltécran 5, par déplacement de la fenêtre électronique sur l'objet à l'aide de l'unité de commande 9, à la suite de quoi un ordre d'accrochage est fourni. Si l'objet présente un contraste qui se prête à l'accrochage, le dispositif de poursuite par contraste remplit la fonction de poursuite et la fenêtre suit l'image 7 sur l'écran 5cl' Au cours de la poursuite, des signaux reçus en provenance de l'unité de traitement 3 correspondent à la position de l'objet 6 par rapport à l'axe optique de la caméra de télévision, lesdits signaux permettant la commande de la caméra 2 de manière que son axe optique soit continuellement dirigé vers l'objet.Il en résulte que l'image apparaît au centre de l'écran 5. Dans la caméra de télévision 2, les luminances existant dans le champ de vision sont converties, comme indiqué plus haut, en un signal vidéo qui est une tension variant avec la luminance, ladite tension produisant des impulsions de synchronisation d'image et de ligne en concordance avec les normes du-CCIR. Le si zonal vidéo sera désigné dans la suite par Uv. Sur la ìg:4 le signal vidéo Uv est transmis à partir de la caméra 2 par l'intermédiaire d'une ligne 10 à un circuit électronique 11. Ce dernier a pour fonction de produire à partir du signal vidéo v un signal UL qui contient une information seulement sur l'objet 6. A l'aide du signal d'objet UL, le signal vidéo en relation avec l'objet est lié au niveau du signal de fond de manière que des signaux d'erreurs de poursuite puissent être calculés sans aucune influence à partir de signaux d'interférence aléatoires et à partir de variations locales du fond. Un circuit de calcul de signaux d'erreurs 12 est relié à la sortie du circuit 11, ce circuit 12 ayant pour fonction de calculer, respectivement dans les directions horizontale et verticale les signaux d'erreurs qui sont proportionnels à la dévia tion angulaire de l'objet dans les deux directions par rapport au centre de la fenêtre. Le circuit est relié à une unité d'alignement de la caméra de télévision 2, cette unité n'étant pas représentée sur les dessins, ainsi qu'à une unité de commande de la position de la fenêtre d'objet. Le circuit Il comprend un amplificateur vidéo 13 relié en série à un circuit de traitement de signaux 14 dont la fonction est d'explorer le niveau de fond, d'établir une relation entre le niveau du signal vidéo et le niveau de fond et de permettre une sélection d'un mode manuel ou d'un mode automatique de poursuite. Le signal Uv est amplifié dans l'amplificateur vidéo 13 qui est pourvu d'une commande automatique de sensibilité (AKR), le signal étant ensuite traité ions le circuit de calcul de signaux d'erreurs 12. Le système AKR est réglé à l'aide d'une boucle de réaction 15 branchée entre la sortie du bloc de circuit 14 et l'amplificateur 13. Le coefficient d'amplification de l'amplificateur vidéo 13 est réglé par cette boucle de réaction. Le circuit de régulation AKR désigné par 15 a pour fonction de maintenir l'amplitude du signal d'objet UL à une valeur constante et, par conséquent, indépendante de la grandeur du contraste. Le circuit de régulation hKR permet également d'éviter un dynamisme excessif du circuit de calcul de signaux d'erreur 12 car cela constituerait une solution conteuse qui nécessiterait des circuits plus compliqués. Une méthode courante pour établir une intensité appropriée de signal consiste à 1,écrêter" les amplitudes du signal au-dessus d'un certain niveau de manière à établir ainsi un genre de normalisation. Un tel écrêtage se traduit cependant Far la perte d'une partie utile de l'information contenue dans le signal vidéo et, en outre, il en résulte un rapport signal/bruit de valeur plus faible. Ces inconvénients sont éliminés par le système de régulation AKR du signal vidéo analogique UL suivant le procédé de 1' invention La boucle de réaction 15 du système de régulation AKR de l'amplificateur vidéo 13 se compose d'un redresseur de valeur supérieure 16 branché en série avec un intégrateur 17. Entre la sortie du redresseur 16 et l'entrée de l'intégrateur, il est prévu un point de sommation 18 où un signal de référence est soustrait du signal de sortie du redresseur 16. La différence est appliquée à l'intégrateur 17 et le signal de sortie de ce dernier commande le-facteur d'amplification de l'amplificateur vidéo. Lorsque l'amplitude du signal U augmente, le facteur d'amplification est réglé à une valeur plis basse et, si l'amplitude diminue, le facteur d'amplification est réglé à une valeur plus grande. il en résulte que l'amplitude du signal de cible U peut être adapté au traitement ultérieur du signal, l'informaPion contenue dans ce dernier restant intacte eut le rapport signal/bruit n'étant pas altéré. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes. REVENDIChTIONS 1. Procédé de poursuite par contraste vidéo dans lequel, par exploration d'un champ de vision, on produit un signal vidéo constituant une reproduction électronique du contenu du champ de ;vision, un intervalle d'objet est formé dans le signal vidéo de manière a' représenter une partie du champ de vision qui est située au-dessus d'un objet visible dans ce dernier, on traite le signal vidéo à l'intérieur de l'intervalle d'objet, on effectue une comparaison avec le fond de façon à recevoir un signal d'objet représentant le contraste de l'objet, le signal d'objet étant divisé d'une manière prédéterminée, de préférence dans une direction horizontale et dans une direction verticale, de manière qu'une comparaison du contenu du signal puisse être effectuée en différentes parties de l'intervalle de l'objet et que des erreurs de position de l'intervalle d'objet, détectées dans la comparaison précitéd, obligent l'intervalle d'objet à suivre l'objet, caractérisé en ce que le signal d'objet est dérivé du signal vidéo reproduisant le champ de vision tout en retenant sa forme analogique de manière que tout le contenu du signal et l'information de l'image située dans l'intervalle d'objet puissent être utilisés et que les propres variations de luminances d'objet puissent contribuer à la détection de l'erreur de position par comparaison entre les différentes parties de l'intervalle d'objet. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le signal d'objet est amplifié avant la division et la détection d'erreur par une commande automatique de sensibilité de manire que le signal d'objet soit maintenu à un niveau désiré. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, comprenant un dispositif d'exploration d'image agencé pour produire un signal vidéo qui constitue une reproduction électronique d'un champ de vision exploré, une unité de traitement de signaux qui reçoit le signal vidéo et qui comporte des moyens pour définir un intervalle électronique d'objet représentant une partie du champ de vision exploré afin que la partie du signal vidéo tombant dans l'intervalle puisse être séparée, un dispositif pour diriger l'intervalle d'objet vers un objet sélectionné situé dans le champ de vision et pour "accrocher" l'intervalle d'objet sur l'objet, des moyens pour diviser le signal d'objet de façon qu'une comparaison du contenu du signal puisse être faite dans différentes parties de l'intervalle d'objet et des moyens pour détecter l'erreur de position de l'intervalle d'objet par une telle comparaison et pour commander cet intervalle de façon à l'obliger à suivre l'objet, caractérisé en ce que l'unité de traitement de signaux est agencée pour transmettre aux circuits de détection d'erreurs un signal sous forme analogique afin que des variations apparaissant dans le signal vidéo produit par l'appareil d'observation et qui représentent le contraste de l'objet demeurent sensiblement inchangées. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu dans l'unité de traitement de signaux un circuit de commande de sensibilité auquel le signal d'objet est ren voyé avant la détection et qui est agencé pour commander l'amplification du signal vidéo de manière que le signal d'objet soit maintenu à un niveau désiré.