Brevet FR2402987A1 — publié le 19790406

La présente invention concerne des circuits discriminateurs d'imagesmettant en oeuvre des techniques de comparaison à un seuil et plus précisément mais non exclusivement, des discriminateurs destinés au traitement d'images de télévi- sion comprenant un sujet et son fond. Une technique de discrimination d'images de type connu comprend la position d'un histogramme des intensités lumineuses des éléments qui constituent une image du sujet et de son fond. L'histogramme est étudié par un opérateur qui décide quelle intensité lumineuse constitue un seuil acceptable entre les intensités du sujet et du fond. La valeur choisie comme seuil est utilisée pour la formation d'une image à deux niveaux de l'objet et de son fond. Une difficulté présentée par ces techniques de discrimination connues est la détermination d'une valeur optimale de seuil, surtout dans le cas de scenes ayant un contraste faible et dont le fond est encombré. L'invention concerne un discriminateur d'images qui détermine automatiquement un niveau de seuil, par une technique d' itération. Un discriminateur d'images selon l'invention comprend un dispositif destiné à former et conserver des données numérique d'image qui correspondent à un objet et à son fond, un dispositif de sélection destiné à répartir- cycliquement les données d'image en deux jeux de donnes dont l'un correspond au sujet et l'autre au fond, et un dispositif d'intégration de données et de formation de moyenne, destiné à déterminer la valeur moyenne de jeux intégrés de données et à transmettre cette valeur moyenne sous forme d'un seuil permettant la détermination des données à deux niveaux du sujet et du fondà partir des données d'image, le dispositif de sélection étant destiné, pendant chaque cycle, à répartir les données en données du sujet et du fond initialement en fonction de données prédétermines du fond puis en fonction d'images successives à deux niveaux. Les données prédéterminées du fond peuvent être obtenues à partir de taches des coins de l'image ou par.exemple à partir d'une valeur moyenne de la totalité de l'image. Chaque cycle comprend de préférence la production de trois images successives à deux niveaux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est un diagramme synoptique d'un appareil discriminateur d'image et de poursuite - la figure 2 représente l'écran de télévision du discriminateur et elle indique l'emplacement prédéterminé du fond formé par des taches des coins d'une image rectangulaire - les figures 3, 4 et 5 représentent des images successives à deux niveaux correspondant aux données formées dans le discriminateur - la figure 6 est un graphique représentant la distribution normale des intensités dans le cas d'une image ayant un fond seulement, les abscisses représentant l'intensité, une zone blanche étant placée à droite et une zone noire à gauche, et les ordonnées représentant le nombre d'éléments de l'image ; et - la figure 7 est un graphique représentant la variation de l'intensité moyenne, en ordonnées, en fonction de la position du seuil, portée en abscisses. Dans le circuit de la figure 1, un signal vidéo d'une caméra 1 de télévision, observant un sujet et le fond, est traité par un processeur logé dans le circuit indiqué en traits interrompus sur la figure 1. Le signal traité est représente sous forme d'images à deux niveaux affinées successivement comme indiqué sur les figures 3, 4 et 5, représentant le sujet et le fond. Le processeur de signaux comprend une mémoire vidéo 2 qui reçoit les signaux vidéo de la caméra 1 et forme des données numériques d'images correspondantes qu'il conserve alors. Un générateur 3 d'images à deux niveaux désigne les données d'image-de la mémoire 2 sous forme de données du sujet ou de données du fond, en fonction de signaux provenant d'un circuit 6 de moyenne à seuil. Les données d'image à deux niveaux provenant du générateur 3 sont utilisées pour la formation de données de cache dans un générateur 8 de cache. Une représentation visible d'un jeu. de caches formé pendant un cycle de fonctionnement est donnée par les figures 3, 4 et 5. Un sélecteur 10 reçoit les données d'image de la mémoire 2 lorsqu'un commutateur S2 est fermé et transmet des données de cache du géne- rateur 8 afin que les données d'image provenant de la.memoire 2 soient classées en données du sujet ou données du fond en fonction de la désignation par le générateur 3.Les données du sujet et du fond provenant du sélecteur 10 sont intégrées dans un circuit intégrateur 5 du sujet et un circuit intégrateur 4 du fond respectivement, les signaux de sortie des circuits intégrateurs 4 et 5 formant une moyenne dans le circuit 6 qui détermine le seuil. Le générateur 8 de cache comprend des données préréglées de cache, c'est-à-dire une désignation prédéterminée d'emplacement du fond comprenant quatre taches p des coins de l'image comme-indiqué sur la figure 2. Ces données préréglées de cache sont reçues par le sélecteur 10 au début de chaque cycle de fonctionnement. Ainsi, au début de chaque cycle, un commutateur S1 est fermé et le sélecteur 10 reçoit les données d'image à deux niveaux provenant du générateur 8 et sépare les données d'image provenant de la mémoire 2 en données de sujet ét données de fond en fonction des données de cache. Les données transmises par le sélecteur 10 sont traitées par les intégrateurs 4 et 5 et le circuit 6 de formation de moyenne transmet un premier signal S de seuil. Celui-ci parvient au générateur 3 d'images qui crée des données correspondantes d'image à deux niveaux. Les données à deux niveaux déterminées d'après le signal S de seuil sont alors utilisées dans le cycle suivant de fonctionnement pour la formation de données de cache permettant la sélection du sujet et du fond dans le sélecteur 10 qui répartit à nouveau les données d'image provenant de la mémoire 2 en données du sujet et en données du fond. Un second signal de seuil est alors produit par le circuit 6 par formation des moyennes des signaux des intégrateurs 4 et 5. Les caches successifs, obtenus avec les signaux de seuil des différents cycles, sont représentés pour un cycle sur chacune des figures 3, 4 et 5. Le discriminateur comporte en outre un levier de commande manuelle 20 qui règle la position des lignes trans versales 16 sur l'écran 9 et détermine ainsi la partie de la -scène vue-par la caméra 1 dont les données d'image sont traitées (comme indiqué en traits interrompus sur le dessin). Un calculateur 13 de centre de surface reçoit les données d'image à deux niveaux du générateur 8 et détermine le centre de surface du sujet, défini par le générateur 8. Un générateur 14 de fenêtre de sujet localise la,Position du centre de surface du sujet qui constitue la partie initiale de quatre fenêtres qui s'étendent vers l'extérieur depuis le centre de surface jusqu'à la localisation des bords du sujet. Les positions de ces bords, comme indiqué par les fenêtres, sont alors utilisées comme signal d'entrée d'un dispositif 15 de production d'erreurs de sujet qui calcule le décalage de la position du sujet. Ce décalage est utilisé comme signal d'erreur dans une boucle 12 d'asservissement qui règle la position de la caméra 1 de télévision afin que les cibles mobiles puissent être suivies. I1 faut noter que l'invention permet la formation d'une image d'un sujet blanc sur un fond noir, que le sujet soit plus clair ou plus sombre que le fond, si bien que le circuit nécessaire à la détection des bords du sujet et de l'emplacement du centre de surface est simplifié. On constate que trois caches successifs formés par cycle donnent une discrimination acceptable du sujet. Quatre caches ou plus par cycle peuvent être nécessaires dans d'autres applications. Après plusieurs cycles ou étapes d'itération, le seuil choisi converge toujours vers une valeur optimale comme l'indique la description qui suit. Dans le cas d'une image ayant une distribution normale de niveaux de gris comme indiqué sur la figure 6, l'opération converge toujours vers un seuil correspondant à la moyenne. Lorsqu'un sujet est alors introduit dans l'image, le sujet lui-même ayant une répartition normale de niveaux de gris de variation égale à celle du fond, le seuil de convergence est alors décalé de la valeur moyenne du fond vers la valeur moyenne du sujet d'une quantité qui dépend de la fraction de l'image qui est occupée par le sujet. Pour des quantités égales occupées par le sujet et le fond, le seuil converge toujours vers la va leur médiane des deux moyennes, qui constitue un point optimal. Lorsque la fraction occupée par le sujet augmente encore, le point de convergence se rapproche de la moyenne du sujet jusqu'à ce que, pour une image ne comprenant que le sujet, le seuil de convergence se trouve à la moyenne de la distribution du sujet. Sur la figure 7, la courbe a représente l'intensité moyenne au-dessus du seuil, la courbe b l'intensité moyenne audessous du seuil et la courbe c, déterminée par-le discriminateur, représente le seuil et est la moyenne des courbes a et b. Le point x de la figure 7 représente le seuil de convergence donné par l'intersection d'une droite OY de pente égale à 1 avec la courbe c. L'invention peut être mise en oeuvre dans des domaines autres que la discrimination de cibles mobiles, par exemple pour l'amélioration du contraste d'image d'ecrituresou d'empreintes digitales. REVENDICATIONS 1. Discriminateur d'image, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destine à former et conserver des données numériques d'image qui correspondent à un sujet et son fond, un dispositif de sélection destiné à répartir cycliquement les données d'image en deux jeux de données dont l'un correspond au sujet et l'autre au fond, et un dispositif d'intégration de données et de formation de moyenne destiné à déterminer la valeur moyenne de jeux intégrés de données et à transmettre la valeur moyenne, sous forme d'un seuil, afin que des données à deux niveaux du sujet et du fond soient formées à partir des données d'image, le dispositif de sélection étant destiné, pendant chaque cycle, à répartir les données en données de sujet et données de fond initialement en fonction de données predéterminées du fond puis en fonction des images successives à deux niveaux. 2. Discriminateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque cycle comprend la formation de trois images successives à deux niveaux. 3. Discriminateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les données prédéterminées du fond sont obtenues à partir d'une tache ou de plusieurs taches de l'image du sujet et de son fond. 4. Discriminateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les taches correspondent aux zones des coins d'une image rectangulaire.