Brevet FR2267591A1 — publié le 19751107

La présente invention a pour objet un dispositif permettant d'assurer une corrélation géométrique entre deux types d'images différents d'un même objet, Un tel dispositif est notamment destiné à permettre, sur une image d'un objet issue d'un appareil de prise de vue et représentée sur une surface plane, le repérage de points particuliers connus de cet objet, à partir d'une autre image constituée par une courbe reliant ces- points particuliers entre eux. Un tel dispositif peut être utilisé à diverses fins-; il peut, outre le repérage de certains points particuliers sur une image, permettre ltelaboration, pour des images successives d'un même objet issues d'un appareil de prise de vue, d'une fonction de déformation d'images engendrée à partir de l'appareil de prise de vue, la prise de vue pouvant par exemple être faite par satellite, Selon l'invention, la reconnaissance de certains points d'une image donnée à partir dtun appareil de prise de vue est faite de manière visuelle, en utilisant les avantages de précision et de traitement numérique mis à profit dans les dispositifs connus de visualisation graphique, La présente invention a pour objet un dispositif de corrélation géométrique entre deux images de types différents d'un même objet, l'une élaborée à partir d'une prise de vue de objet et définie sous forme d'un premier ensemble d'infor mations numériques à la sortie d'un calculateur, et l'autre élaborée à partir de points particuliers connus de l'objet et définie par un deuxième ensemble d'informations numériques à la sortie du calculateur, comportant un dispositif de visualisation d'images graphiques constitué essentiellement par une unité cathodique et une première unité de traitement élaborant à partir dudit deuxième ensemble d'informations numériques reçu du calculateur des informations analogiques pour obtenir la présentation d'une image graphique sur un écran de l'unité cathodique, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une deuxième unité de traitement connectée sur un bloc de commande appartenant à ladite première unité de traitement et reliée aux sorties analogiques de ladite première unité de traitement, pour la commande de ladite unité cathodique en élaborant, à partir dudit premier ensemble d'informations numériques reçu du calculateur et en réponse à une instruction de commande décodée reçue par ledit bloc de commande, des informations analogiques pour obtenir la présentation d'une image de type télévision définie point par point en amplitude et positionnée par rapport à ladite image graphique sur ledit écran de ladite unité cathodique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront au cours de la description dlun mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté schematiquement dans la figure unique du dessin ci-annexé. Le dispositif de corrélation géométrique de deux types d'images d'un meme objet est constitué par un dispositif de visualisation permettant la présentation sur un écran d'une part d'une image définie en amplitude par points est constituée par des lignes parallèles, dite image de type télévision, et d'autre part d'une image graphique constituée par des vecteurs et/ou des caractères. L'image de type télévision est élaborée à partir d'un premier ensemble d'informations numériques obtenues à partir d'une prise de vue de l'objet reçue dans un calculateur. L'image graphique est élaborée à partir d'un second ensemble d'informations numériques définissant des points particuliers connus de cet objet et mis en mémoire dans le calculateur. Dans la figure, on a désigné par I le bloc de sortie d'informations digitales du calculateur, Le dispositif comporte un ensemble de visualisation graphique et alphanumérique de type connu en soi, adapté pour perraettre en outre la présentation d'une image de type télévision sur un même écran. Cet ensemble est constitué essentiellement par une unité de traitement 2 d'informations numériques reçues du calculateur associé à une unité cathodique 3 pour la présentation d'images graphiques et d'une autre unité de traitement 4, d'informations reçues du calculateur et relatives à l'image de type télévision, également associée à l'unité cathodique 3 pour la présentation d'images de type télévision.L'unité cathodique 3 peut être équipée de clavier ainsi que de dispositifs d'entrée graphique, non représentés, permettant de transmettre des instructions ou des données au calculateur. L'unité de traitement 2 a pour rôle essentiel de transformer les informations digitales reçues du calculateur 1 en tensions analogiques appropriées à la commande de l'unité cathodique 3 pour la présentation d'une image graphique (vecteurs et/ou caractères)0 Elle est reliée au calculateur à travers un organe de transfert Il gérant l'ensemble des transferts d'informations depuis le calculateur 1, cet organe de transfert étant également relié à une commande extérieure 12 permettant de transmettre des instructions ou des données au calculateur. L'unité de traitement 2 comporte essentiellement un générateur de vecteurs 21, un générateur de caractères 22 et un générateur 23 d'aspect des tracés aussi bien en luminance qu'en couleur. Une mémoire d'entretien 24 est associée à cet ensemble de générateurs 21 à 23 en vue de renouveler la présentation de l'image sur l'écran de l'unité cathodique, Un bloc de commande 20 relie l'organe de transfert 11 à la mémoire d'entretien 24 et aux différents générateurs 21 à 23 et relie également cette mémoire d'entretien 24 aux générateurs précités pour le renouvellement de l'image.Le rôle de ce bloc de commande 20 est de coordonner le fonctionnement de l'unité de traitement 2 en appelant cycliquement les informations en mémoire, en 24, il reconnaît alors les codes opératoires et sépare les diverses données pour les transmettre aux générateurs de caractères ou de vecteurs ; il détecte également les changements de couleur pour la commande de l'unité cathodique 3. Ce bloc de commande 20 gère, en outre, le déroulement de 1 image enregistrée sous forme digitale dans la mémoire 24 en exploitant des instructions de saut d'image données par l'organe de transfert 11 et issues du calculateur 1 ou de la commande extérieure 12. Le générateur de vecteurs 21 est relié à deux convertisseurs de type digital-analogique 25 et 26 délivrant respectivement les tensions de positionnement en X et Y du faisceau électronique sur l'écran de l'unie cathodique 3, en fonction des données digitales décodées par le générateur 21o Le générateur de caractères 22 mémorise un grand nombres de caractères possibles de sorte que le tracé de chaque caractère s'effectue de façon continue par enchaînement de petits vecteurs allumés ou éteints. Le générateur de carac tères 22 est relié aux convertisseurs 25 et 26 précités.Le SéIlérateur d'aspect des tracés 23 permet d'afficher les tracés effectués, à partir des informations digitales reçues par les générateurs de vecteurs 21 et de caractères 22, notamment avec une brillance différente, ou en couleur. Il peut aussi permettre d'effectuer des tracés en trait tireté ou en trait plein, ou en clignotant. On a représenté ce générateur d'aspect 23 connecté d'une part à un convertisseur digital-analogique 27 dont la sortie constitue la voie de luminance pour l'unité cathodique, et d'autre part à un sélecteur de couleur 28 connecté à une source très haute tension 29 et dont la sortie constitue la voie de commande de couleur des tracés pour l'unité cathodique 3. Dans cet ensemble de traitement 2, des amplificateurs de sortie, non représentes, sont utilisés pour transmettre les différentes commandes à l'unité de traitement 30 L'unité cathodique 3 est constituée essentiellement par un tube cathodique 30 dont l'écran 31 est apte à afficher des tracés correspondant à une suite d'informations digitales issues du calculateur, Dans l'unité cathodique, dont la cathode 32 du tube 30 est portée à la nasse, la commande de déflexion du faisceau électronique, en X et Y, issue de l'unité de traitement 2 est appliquée sur la bobine de déviation horizontale schématisée en 33 et la bobine de déviation verticale schématisée en 34. La voie de commande de couleur (ou voie très haute tension) est appliquée sur l'anode 35 du tube 300 La voie commande de luminance est appliquée sur le whenelt 36 du tube cathodique 30. A l'unité de traitement 2 des informations digitales issues du calculateur et donnant lieu à une représentation graphique sur l'écran 31 du tube cathodique, est associée l'unité de traitement 4 des informations digitales issues également du calculateur 1 et donnant lieu à une représentation d'image de type télévision, Cette unité de traitement 4 est connectée directement sur le bloc de commande de l'unité de traitement 2 (connexion 20-43). L'unité de traitement 4 d'images de type télévision comporte essentiellement un organe de gestion 40, une mémoire 41 d'entretien de l'image affichée et un ensemble de commande de balayage de ltecran 31 du tube cathodique 30. L'organe de gestion 40 est connecté à l'organe de transfert 11. Il décode les instructions de represantation d'images de type télévision et les exécute en gérant les écritures et les lectures de données dans la mémoire d'entretien 41. Cette mémoire d'entretien 41, qui sera décrite ci-après plus endétail, reçoit par la liaison 13 des informations digitales du calculateur 1 à travers l'organe de transfert 11. La mémoire 41 ne contient que des informations digitales relatives à la brillance des points successifs de l'image à tracer.Un convertisseur digitalanalogique 42 fournit le signal analogique de commande de#brillance qui est appliqué au whenelt 36 du tube cathodique 30 avec la voie de commande de luminance issue de l'unité de traitement 2. L'organe de gestion 40 est associé à un organe programmé 43 de commande de lecture connecté directement au bloc de commande 20, appartenant à l'unité de traitement 2, qui l'initialise pour la présentation de l'image de type télévision. L'organe de commande programmé 43 initialise l'organe de gestion 40 pour ltecriture d'informations dans la mémoire 41, cette commande d'initialisation étant symbolisée par la liaison 44 ; il commande également la lecture des informations enregistrées dans la mémoire 410 La mémoire d'entretien 41 appartenant à l'unité de traitement 4 est constituée par deux mémoires individuelles désignées par 50 et 51, ces deux mémoires étant mises en état d'écriture par la liaison 52 avec l'organe de gestion 40, ou en état de lecture, par la liaison 53 avec organe de commande programmé 43. L'écriture dans les mémoires 50 et 51 se fait par adresses croissantes.A chacune des mémoires individuelles 50 et 51 est associé un ensemble de registres de stockage 54 ou 55 (n registres pour une donnée de n bits concernant chaque point de l'image à afficher). Les registres de stockage de chaque ensemble sont chargés simultanément à partir de la mémoire individuelle associée pour contenir les données de plusieurs points successifs de l'image à afficher, ils reçoivent respectivement les bits de raême poids des données. Ils restituent, par décalage simultané de leurs contenus, les données correspondant aux points successifs de limage Un sélecteur 56 aiguille les données de l'un ou l'autre des ensembles de registres 54 et 55 sur le convertisseur digital-analogique 42. Les~ensembles de registres 54 et 55 reçoivent une commande de chargement de l'organe programmé 43 par la liaison 57. L'organe proprannf 43 est connecté 2 un compteur d'adresses 45 commandant le transfert des données, enfonction de leurs adresses, de l'une des mémoires individuelles 50 et 51 dans l'ensemble de registres qui lui est associé. Cet organe programmé 43, par sa liaison 44 fournit un signal d'initialisation au compteur d'adresses 45 lorsqu'il met les deux mémoires 50 et 51 en lecture. Le compteur d'adresses 45 est également relié à l'organe de gestion 40 qui lui fournit un signal de mise en état de fonctionnement lors du décodage d'une instruction de représentation d'image de type télévision. Les commandes de lecture destinées à chacune des deux mémoires 50 et 51 sont décalées d'un demi cycle mémoire pour permettre à celles-ci de fournir les informations destinées au convertisseur digital-analogique 42, à travers le sélecteur 56, à une cadence en relation avec le nombre de points de définition le long d'une ligne de l'image du type télévision. L'organe programmé 43 commande également, par sa liaison 46, la mise du compteur 45 dans l'état de comptage et dans l'état de décomptage alternativement, le compteur 45 ayant une capacité de comptage égale au nombre de points rentrant dans une ligne de l'image à afficher. Ce compteur 45 commande donc le transfert de données prises, dans la mémoire en lecture, par adresses croissantes pour toutes les lignes impaires de l'image sur ltecran et par adresses décroissantes pour toutes les lignes paires. Les données numérilques concernant plusieurs points successifs de l'image à présenter, qui sont transférées aux registres, sont alors prises dans la mémoire individuelle en lecture pour être compatible avec na balayage de l'écran selon des lignes successives formant une grecque, ce qui évite la perte de temps correspondant au retour du spot du faisceau à chaque début de ligne ; ce retour du spot est donc ici supprimé. Les données, mises en mémoire en 41 et qui y sont lues, concernent uniquement la luminance des points successifs de l'image. La position du spot sur l'écran 31 du tube catP.odique 30 est par ailleurs définie par un ensemble de comptage assurant la commande de balayage de ltecran par rapport à la position du spot sur l'écran donné a la fin de présentation de l'image graphique. La position du spot est définie par deux compteurs ; l'un 47 est incrémenté et décrémenté alternativement le long des lignes impaires et paires pour positionner le spot en X, point après point, le long des lignes de l'image, l'autre 48 est incrémenté d'une unité la fin de chaque ligne pour assurer le positionnement en Y du spot. Le fonctionnement des compteurs 47 et 48 est obtenu à partir dudit organe progralame 43 à travers un organe de commande 49. Chacun des compteurs 47 et 48 est relié à un convertisseur digital-analogique 58 ou 59. La sortie de ces convertisseurs 58 et 59 est reliée à la sortie des convertisseurs 25 et 26 donnant un balayage en X et Y correspondant et est appliquée aux bobines de déviation 33 et 34 du tube cathodique 30. Les sorties analogiques de commande de positionnement du spot, délivrées par l'unité de traitement 4, sont additionnées respectivement aux sorties analogiques de commande de positionnement du spot délivrées par l'unité de traitement 2 des informations d'images graphiques, ceci permet d'assurer une grande précision de positionnement relatif des deux types d'images donc de l'image de type télévision par rapport à l'image graphique.Ainsi ensemble de visualisation décrit ci-dessus permet le déplacement relatif de l'image graphique et de l'image de type télévision, il permet notamment de les superposer avec précision0 Du fait de l'agencement de l'unité 4 de traitement des informations relatives à l'image de type télévision qui assure un transfert simultané dtinfor- mations de plusieurs points et un mode de balayage en forme de grecque, le temps d'exécution de l'image complète est de l'ordre de 5 ms, pour une image formée de 128 lignes comportant chacune 128 points élémentaires, et de l'ordre de 10 ms, pour une image de 256 lignes ayant chacune 128 points élémentaires0 Compte-tenu des performances du dispositif de visualisation précédemment décrit, tant pour la représentation d'une image graphique que pour la représentation d'une image télévision, et compte-tenu de la persistance rétinienne des images représentées, le dispositif permet d'effectuer une corrélation géométrique entre deux types différents d'images d'un même objet, En particulier l'image d'un objet peut être acquise par des moyens optiques de prise de vue et numérisée pour donner lieu à une première représentation sur l'écran du tube cathodique pour former l'image de type télévision. L'image du même objet peut également être obtenue à partir de points caractéristiques connus de cet objet qui donnent lieu à une représentation de segments de droite reliant ces points pour former l'image graphique. La superposition de ces deux types d'ictages différentes tracées sur l'écran cathodique et vues en nnc temps permet le repérage précis des points particuliers de l'objet sur l'image de type télévision. Le positionnerlent relatif de ces deux types d'image étant très précis, la superposition des deux images de types différents peut être effectuée avec une précision de l'ordre de 1/1000 correspondant la définition élémentaire de l'image graphique. La présente invention a été décrite en regard d'un mode particulier de réalisation, il est évident que sans sortir du cadre de l'invention,on peut y apporter des modifications de détail#et/ou remplacer certains moyens par moyens teénniquement équivalent. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de corrélation géométrique entre deux images de types différents d'un même objet, l'une élaborée à partir d'une prise de vue de l'objet et définie sous forme d'un premier ensemble d'informations numériques à la sortie d'un calculateur, et l'autre élaborée à partir de points particuliers connus de l'objet et définie par un deuxième ensemble d'informations numériques à la sortie du calculateur, comportant un dispositif de visualisation d'images graphiques constitué essentiellement par une unité cathodique et une première unité de traitement élaborant à partir dudit deuxième ensemble dtinformations numériques reçu du calculateur des informations analogiques pour obtenir la présentation d'une image graphique sur un écran de l'unité cathodique, caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième unité de traitement (4) connectée sur un bloc de commande (20) appartenant à ladite première unité de traitement (2) et reliée aux #sorties analogiques de ladite première unité de traitement, pour la commande de ladite unité cathodique (3) en élaborant, à partir dudit premier ensemble d'informations numériques reçu du calculateur (1) et en réponse à une instruction de commande reçue par ledit bloc de commande (20), des informations analogiques pour obtenir la présentation d'une image de type télévision définie point par point en amplitude et positionnée par rapport à ladite image graphique sur ledit écran de ladite unité cathodique. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième unité de traitement (4) comporte d'une part deux mémoires individuelles (50 et 51) pour l'entretien de l'image de type télévision, un organe de gestion (40) assurant la mise en état de lecture ou d'écriture de ces deux mémoires et un convertisseur digital-analogique (42) relié auxdites mémoires individuelles pour la commande en luminance de ladite unité cathodique, et d'autre part un organe de commande de déflexion horizontale (47) par points successifs et un organe de commande de déflexion verticale (48), assurant te décalage des lignes de balayage, reliés à ladite unité cathodique (3), respectivement avec les commandes de déflexion horizontale et verticale élaborées par ladite première unité de traitement (2), et comporte un organe d'initialisation (43) dudit organe de gestion (40) et des organes de commande de déflexion (47, 48) commandés par ledit bloc de commande (20) de la première unité de traitement0 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un compteur d'adresses (45) incrémenté et dêcrémenté alternativement pour commander la restitution des informations de la mémoire individuelle en état de lecture par adresses croissantes le long des lignes impaires de l'image télévision et par adresses décroissantes le long des lignes paires. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ledit organe d'initialisation (43) comporte un organe programme compte-tenu du format de l'image de type télévision à présenter, assurant la commande d'une séquence de représentation de l'image de type télévision. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'un ensemble de registres à décalage (54, 55) est associé a chacune des mémoires individuelles (50, 51) pour recevoir simultanément les informations relatives à plusieurs points successifs de l'image télévision, de la mémoire associée mise en état de lecture, et pour les délivrer à la cadence du balayage point par point de l'écran.