Brevet FR2589267A1 — publié le 19870430

La présente invention est relative à un procédé de traitement d'images, notamment dans une installation de tri postal. le traitement automatique du courrier par la poste, dans des installations modernes, nécessite, préalablement aux trips, d'apposer sur l'enveloppe des indexations d'acheminement et de distribution. Habituellement ces indexations sont faites sous la forme de bâtonnets codés. La saisie du code postal ou de l'adresse de distribution peut être automatique, manuelle, ou les deux à la fois (saisie mixte). Ce dernier cas correspond aux équipements du type "SIRCA't (système Intégré de Reconnaissance et de Codage des Adresses). Dans ces équipements, les images des lettres sont soumises à une reconnaissance automatique, et en cas d'échec, elles sont présentées à un opérateur sur une console vidéo (vidéoeodage). L'exploitation du système de vidéocodage indiqué ci-dessus pose divers problèmes : - la répartition dans le temps des-échecs de la reconnaissance automatique est absolument aléatoire, et par conséquent il est difficile de prévoir le nombre d'opérateurs qu'il convient d'affecter aux consoles de vidéocodage, et une variation du taux de lecture automatique entratne soit un manque de travail des opérateurs, soit un ralentissement de la machine de lecture automatique par les mêmes opérateurs. - par ailleurs, l'ergonomie des postes de travail pose divers problèmes et il est nécessaire de limiter au maximum la fatigue ressentie par les opérateurs travaillant sur la console vidéo. Des études faites entre autres par la demanderesse ont montré notamment que la fatigue de l'opérateur et les temps de traitement de l'information sont fonction de la qualité de l'image et du centrage de l'adresse, ce centrage évitant la recherche oculaire du code postal. Un procédé moderne de traitement comprend : - L'établissement d'une image binaire comportant l'adresse à examiner, - la recherche sur cette image de la position des lignes d'adresse, - l'élimination d'au moins certaines zones de l'image qui sont étrangères à l'adresse par obtention d'un cadrage optimal, - la mise en-memoire de l'image cadrée, et - son envoi sur l'écran vidéo d'un poste de lecture à des fins d'examen par un opérateur. La recherche de la position des lignes d'adresse sert à définir le cadrage optimal, ce cadrage répond au souci ergonomique indiqué plus haut. Le fait que l'image est mise en mémoire permet, à condition de prévoir une mémoire suffisante, de pallier aux irrégularités d'apparition des échecs de la lecture automatique des adresses. Ce mode opératoire présente néanmoins un certain nombre d'inconvénients s 10) L'image est "sale", ce qui veut dire qu'elle contient des informations parasites, qui n'ont rien à voir avec l'adresse qu'on désire examiner s il peut s'agir soit de taches d'originels diverses, mais aussi d'jnscriptions, telles que cachets postaux ou autres, qui se trouvent en dehors de la zone d'adresse proprement dite, mais qui sont cependant reproduites sur l'écran vidéo. Ces informations parasites sont une cause de fatigue supplémentaire pour l'opérateur et nécessitent une augmentation de la capacité mémoire nécessaire pour stocker l'image. 20) le cadrage ne permet pas d'obtenir à lui seul une présentation parfaitement ergonomique de l'image; en effet, la position du code postal, qui est la première donnée que l'opérateur doit saisir, ne se trouve pas à un emplacement fixe, d1où, également, une fatigue supplémentaire pour le chercheur. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, c9est-à-dire de fournir un procédé de traitement d'images qui permette d'obtenir des images aussi "propres" que possible, et dans lequel la localisation préalable des informations à examiner sur l'écran soit aussi régulière et utilisable que possible0 Dans ce but, l'invention fournit un procédé de traitement, notamment dans une installation de tri postal, d'images comprenant une adresse qui n'a pas pu faire l'objet d'une lecture auto:natique, ee procédé étant du type indiqué plus haut, et présentant la particularité que :: - on délimite sur l'image un certain nombre de blocs rectangulaires, définis par les coordonnées en xy de leurs extrémités, chacun de ces blocs comprenant un certain nombre d'éléments d'image qui sont, soit liés ensemble, soit suffisamment proches, et d'étendue suffisante, pour qu'on puisse les considérer comme formant des mots, ou parties de mots, ou nombres de l'adresse, - on met en mémoire uniquement des éléments d'images qui se trouvent à l'intérieur de tels blocs De préférence, on ne met pas en mémoire les blocs dont les dimensions dans le sens, cest-à dire perpendiculaire à la direction des lignes d'adresses, sont nettement inférieures, ou nettement supérieures, à la hauteur d'une ligne d'écriture déterminée au préalable sur l'image de l'objet. De préférence aussi, on détermine la densité de signaux de chaque bloc, etestNà-dire la proportion de pixels (espaces élémentaires de l'image) ayant la même valeur binaire correspondant à la présence d'un signe de lecture, et on ne met pas en mémoire les blocs dont la densité s'écarte trop de la densité moyenne d'un bloc contenant des parties d'écriture. te fait que les éléments d'image qui se trouvent à l'intérieur de blocs de dimensions trop faibles(par exemple parce qu'il s'agit d'éléments isolés, tels que des points ou des marques de petites dimensions)sont éliminés, constitue un apport important à la "propreté" de l'image. VelLe-ci se présente donc avec un contraste amélioré. D'autre part, le fait que le code postal se trouve contenu dans un bloc unique ou, éventuellement, dans un petit nombre de blocs voisins les uns des autres, permet de placer aisément ce code postal à l'emplacement le plus convenable. L'élimination des blocs ayant une dimension daes le sens p nettement inçérieure à celle des lignes d'écriture correspond à l'éliminatioe des traits ou barres de soulignage horizontal, qui sont un élément parasite, lequel gêne la lecture plus qu'il ne la favorise. L'élimination des éléments dont la dimension est, au contraire, nettement supérieure à la hauteur d'une ligne d'écriture, correspond également à l'élimination de dessins parasites, tels que des cachets, tampons postaux ou autres. Ces deux mesures contribuent donc également à l'obtention d'une image plus "propre". Elles facilitent également la mise en place des blocs contenant le "Code Postal" à l'emplacement convenable. t' élimination basée sur le critère de la densité permet de ne pas tenir compte des taches de dimensions importantes, lesquelles conduisent à des blocs de densité très élevée, alors que l'élimination des blocs de densité faible, correspondent par exemple à des inscriptions ou des marques qui sont obliques par rapport aux lignes de lecture. Dans les deux cas, il s'agit là encore d'éliminer des parties d'images parasites. Suivant une modalité avantageuse, pour délimiter les blocs, on groupe les pixels (parties élémentaires) de l'image binaire en "pavés" rectangu laires contenant chacun un nombre égal de pixels, ce nombre étant supérieur à l'unité mais au plus égal à celui qui correspond à la dimension minimale des lettres manuscrites usuelles, et on donne une première valeur binaire à tous les pixels d'un pavé dont aucun pixel n'a la valeur correspondante à la présence d'un signe de lecture, et une seconde valeur binaire opposée à tous les pixels des autres pavés, et on délimite les blocs de telle façon qutils contiennent tous les pavés ayant cette seconde valeur binaire, qui sont å jointifs les uns aux autres, et qui sont susceptibles de contenir des parties d'adresse.De préférence, on laisse en dehors des blocs les pavés ayant ladite seconde valeur binaire et qui sont isolés ou forment un ensemble isolé comprenant un nombre de pavés inférieur à une valeur fixée. Suivant d'autres modalités avantageuses On déplace les blocs les uns par-rapport aux autres pour obtenir un écart constant entre les lignes et entre les blocs. Cette modalité a, évidemment, pour effet, d'améliorer la présentation de l'image à l'opérateur. De préférence, au moins certains blocs de l'image reconstruite obtenue après déplacement des blocs sont réduits ou amplifiés (fonction "Zoom") pour occuper un espace défini dans une mémoire ou sur l'écran du poste de lecture. La réduction dtimage n'apporte pas de pertes sensibles d'informations, car il a été constaté que les images les plus "volumineuses" correspondent à des écritures de grandes dimensions, et peuvent par conséquent être réduites quelque peu sans inconvénient.Au contraire, l'amplification d'image provenant d'une adresse écrite avec une écriture exagérément petite, facilite le travail de l'opérateur. Par ailleurs, il est préférable que l'image reconstruite soit soumise à un traitement dit "de compression" avant sa mise en mémoire et/ou son envoi au poste de lecture, de préférence ce traitement de compression est fait selon la méthode de Read. le but de cette opération de compression, laquelle est une opération classique, est de réduire la quantité d'informations à stocker et à transmettre, et parconséquent, de gagner du temps de transmission, et de réduire le prix de revient de l'installation.Il n'est pas nécessaire de décrire ici en détails la méthode de Read, qui est bien connue de l'homme de métier, rappelons seulement que sont principe consiste après avoir transmis toutes les informations relatives à une ligne de l'image, à ne prendre en compte pour la ligne suivante que les informations concernant les différences de cette ligne avec la précéden*o. L'invention va maintenant tre exposée plus en détail à l'aide d'un exemple pratique illustré par les dessins, parmi lesquels t La figure 1 est un schéma d'ensemble du procédé. La figure 2 est une vue d'une enveloppe portant une adresse manuscrite. La figure 3 est une vue de la portion d'enveloppe prise en compte par la machine de saisie d'image. La figure 4 est une vue agrandie d'une partie de la figure 3, schématisant la création d'un bloc. La figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 3, avec indication des blocs. La figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 5, correspondant à l'image qui apparaît finalement sur l'écran de ltopérateur. La figure 1 est un schéma synoptique montrant l'ensemble du procédé de l'invention. le repère i désigne une machine de saisie d'images et de lecture automatique. Une interface 2 reçoit une image vidéo binaire de la machine lo le repère 3 désigne un poste de transformation des colonnes en lignes. La raison d'être de cette transformation est que la machine utilisée dans l'exemple pratique pour la saisie d'images opère par lignes verticales, les lettres défilant devant elle horizontalement. Il est nécessaire, avec ce type de matériel, de transformer l'image en une image comportant des lignes horizontales, de façon à pouvoir opérer avec un matériel de type courants il est clair qutavec un autre matériel de saisie d'image, ce poste 3 n'aurait éventuellement pas sa raison d'entre les images sont ensuite envoyées à une mémoire tampon d'image 4.La raison de cette mémoire tampon est la suivante : la machine i de saisie d'images fournit des images de lettres à une cadence de 15 par seconde, dans l'exemple pratique décrit La saisie est faite sur 64 mm de hauteur sur des lettres de 140 à 220 mm, avec une résolution de 8 points au millimèt-re dans chaque dimension. les images binaires fournies comportent 512 x 1760 points soit 901120 points3 la mémoire nécessaire pour stocker une telle image a donc une capacité de 112640 octets. l'unité de lecture automatique traite plusieurs images en parallèle selon une structure "pipeline", et peut mettre jusqu'à une seconde pour dire si elle a pu reconnattre une adresse0 S'il y a reconnaissance totale (aeheminement et distribution), il n'y a pas lieu de mémoriser les images des lettres pour les traiter en vidéo-codage, dans le cas contraire, il faut les mémoriser.Compte tenu de ce délai d'une seconde et du débit (15 lettres par seconde), il est indispensable de prévoir une mémoire tampon de seize lettres dans la machine de traitement. la solution fonctionnellement la plus simple consisterait à avoir une mémoire tampon de seize images et,sur ordre de l'unité de lecture automatique, de stocker directement sur un disque ces images pour vidéo-codage ultérieurs Cette solution est en fait irréaliste pour plusieurs raisons d'ordre économiques et techniques : les divers travaux effectués sur ltergonomie ont montré, comme on l'a dit plus haut, l'importance de la qualité de 11 image. Il est donc exclu de présenter aux opérateurs l'image binaire brute. Cette image devra donc etre traitée pour obtenir la qualité ergonomique optimale souhaitée. t c'est le but précisément de la présente invention. D'autre part, la capacité de stockage prévue étant de 100000 wmages, un stockage brut des images correspondrait à un volume mémoire énorme, de l'ordre de 71 giga-octetse Par ailleurs, dans le cas du débit maximal de 15 lettres par seconde, le débit moyen de stockage sur disque serait de l'ordre de 13,5 Megabits par seconde.Ces deux chiffres sont incompatibles avec l'état actuel de la technique, et montrent qutil est ind-ispensable de réduire les images avant leur stookage, cette réduction pouvant se faire en trois temps t - recherche et conservation des informations utiles, - cadrage des informations utiles, - compression des images résultantes par une méthode classique du type codage de Read. La mémoire tampon 4 n'assure que le stockage des images nécessaires au traitement d'images comme on va le voir plus loin. En fait, la mémoire 4 doit permettre seulement de stocker au moins deux images de 112 kilo-octets, l'une de ces images étant en cours d'acquisition, et l1 autre en cours de traitement. les images provenant de ltinterface 2 et du poste de transformation 3 sont envoyées à un poste 5 de recherche des pavés d'informations, relié à un- microprocesseur 6 de traitement d'images. L'ensemble des opérations faites aux postes 5 et 6 va être expliqué à l'aide des figures 2 à 6. La figure 2 est une image complète du verso d'une lettre. La machine de saisie d'images 1 ne retient sur cette lettre qu'une bande de 64 mm de hauteur, ce qui permet d'obtenir l'image de la figure 3. On constate sur cette figure, d'une part, la présence d'un cachet circulaire qui constitue un élément d'image parasite, et on observe dtautre part que les extrémités gauches des lignes de l'adresse ne sont pas alignées verticalement. la figure 4 correspond à une vue partielle, très agrandie, de la figure 3. Un quadrillage matérialise les limites des "pavés" entre lesquels l'image est répartie; dans la pratique, la dimension d'un pavé est de l'ordre de 1 mm par 4 mm.On a porté des hachures sur les pavés 22 qui contiennent une partie d'élément de lecture, e'est-à-dire dont au moins un pixel à une valeur binaire différente de celle du fond. les autres pavés 23 n'ont pas été hachures sur la figure. Des lignes horizontales 24, 25; et des lignes verticales 26, 27, délimitent un bloc 28, qui contient deux lettres et un point situé à une distance d'une lettre inférieure à la dimension d'un pavé. Un pavé 29 correspond à un point isolés qui se trouve extérieur à un bloc. En effet le logiciel du microprocesseur lui interdit de;constituer un bloc avec un seul (au maximum quatre))paés. La figure 5 montre l'ensemble des blocs qui ont été formés sur l'image représentée à la figure 3. On constate que ces blocs correspondent à la totalité des éléments d'adresse, avec toutefois deux blocs parasites 30, 31, l'un correspondant au tampon circulaire 20 situé en haut et à gauche de l'image, et l'autre à un trait horizontal situé en bas de l'image, en dessous de l'adresse. le microprocesseur élimine ensuite ces blocs par une comparaison de leurs dimensions avec la hauteur des lignes telle qu'elle ressort des autres pavés. La figure 6 montre l'image reconstituée après qu'elle a subi une opération supplémentaire de recadrage a consisté à déplacer les blocs les uns par rapport aux autres, et par rapport aux limites de l'image, pour que le bloc qui contient le code postal 32, c'est-à-dire le premier à partir du bas et de la gauche, se trouve à l'emplacement qui a été reconnu le plus favorable lors des études préalables, et les autres blocs ont été placés à des distances convenables les uns des autres, tant dans le sens vertical que dans le sens horizontal. En fait, cette dernière opération de mise en place des blocs retenus selon les critères ergonomiques est faite dans une unité de reconstruction des images. Cette unité reçoit d'une part, du microprocesseur de traitement d'images 6, les coordonnées des blocs qui ont été retenus pour la suite des opérations, à l'exclu- sion des autres blocs, et d'autre part, elle reçoit de la mémoire tampon 4 les informations concernant le contenu de ces blocs, A partir des informations provenant de ces deux sources, et selon le programme du microprocesseur 6, l'unité 7 de reconstruction des images procède au positionnement de blocs selon les critères définis plus haut. L'unité de reconstruction des images 7 procède également, sur ordre du microprocesseur 6, à la réduction ou à la dilatation des blocs, de façon à ce que l'image reconstituée, ou "recadrée", occupe dans une mémoire un espace -d'environ 50.000 octets. Rappelons que l'image initiale occupe dans une mémoire un espace compris entre 71.680 et 112.640 octets, ces nombres correspondant respectivement à des lettres de 140 mm et de 220 mm de long. les traitements à effectuer dans l'unité de reconstruction des images 7 sont relatifs à un nombre réduit de blocs, 10 à 15 blocs en général0 L'utilisation d'un microprocesseur rapide, du type "68000" de la Société THoMS0N/EFCIS est possible, elle conduit à un temps de calcul que l'on peut estimer à environ une trentaine de millisecondes, ce qui est compatible avec la cadence prévue de 15 images par seconde. les images sortant de l'unité de reconstruction des images sont envoyées à une mémoire tampon 8. A partir de cette mémoire tampon, elles sont envoyées une unité de compression d'images nettes. Cette unité de compression est constituée par deux circuits intégrés du type "AMD 7970" de la Société ADVANCED MICRO DEVICES, lonctionnant en flip-flop. La raison de cette disposition est que le temps de compression d'un circuit AMD 7970 est de l'ordre de 100 millisecondes, supérieur à la cadence prévue de 65 millisecondes par imag. Le taux de compression fourni par ce circuit est de 15 à 30. On aboutit ainsi à des images comprimées ayant une taille de l'ordre de 3 kilo-octets. La mémoire 8, qui alimente une unité de compression 9 doit permettre de stocker an moins trois images de 50 kilo-octets : une en cours de réception les deux autres en cours de traitement par chacun des deux circuits AMD 7979 l'affectation de ces mémoires se faisant par permutation circulaire. les images sortant du circuit de compression sont envoyées à un tampon d'images comprimées 10, qui lui aussi doit permettre de stocker trois images mais d'une taille plus réduite : seulement trois kilo-octets chacune, deux de ces images étant en cours de chargement par les circuits AMD 7970, et la troisieme étant en cours de transfert par l'aval. les trois mémoires sont également à affectation par permutation circulaire. Les images comprimées sortant de la mémoire tampon 10 sont envoyées au calculateur de gestion du système lie Ce calculateur est relié par l'intermédiaire d'une liaison 12 à vingt postes de lecture 13, dont seulement trois ont été représentés. Chaque poste de lecture comprend d'une part un ensemble clavier-écran 14 et une unité de décompression 15. Cette unité est constituée par un circuit de type "AMD 7970", déjà mentionné plus haut; elle assure la décompression des 3 kilo-octets de l'image comprimée en les 50 kilo-octets de l'image restituée sur écran. Cette image restituée comprend en effet 400 x 1000 points. La liaison 12 entre le calculateur de gestion et les postes de lecture est une liaison de type "ETH3RNST". La dispositicn selon laquelle la décompression des images se fait au niveau du poste de lecture, et non pas au niveau du calculateur de gestion, permet de réduire dans une proportion très considérable la charge du système de liaison "ETHERNET". le calculateur de gestion i1 est par ailleurs relié d'une part à une unité de mémoire à disques 16, et d'autre part à la machine "ElIT" (Equipement de lecture d'indexation et de Tri) 17 de façon à lui transmettre soit le code d'acheminement qui a été déterminé au poste de lecture en vue de son impression sur la lettre elle-meme soit le code de distribution en vue d'un tri immédiat de la lettre. La présente iA-;zention faite pour le tri postal,est directement adaptable par l'homme de métier à d'autres cas d'applications pouvant nécessiter d'autres critères ergonomiques de présentation des images. Il faut noter par ailleurs que l'invention peut faire partie d'un système automatique de reconnaissance de caractères, en constituant avantageusement ut étape de prétraitement d'un tel système. Dans l'exemple de réalisation décrit, le procédé selon l'invention est mis en oeuvre par la collaboration de moyens matériels et de moyens logiciels. Si l'on aecepte des temps de fonctionnement plus longs, on peut envisager une réalisation entièrement logicielle. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement, notamment dans une installation de tri postai, d'images comprenant une adresse qui nta pas pu faire l'objet d'une lecture automatique, ce procédé comprenant - l'établissement d'une image binaire comprenant ladite adresse, - la recherche sur cette image de la position des lignes adresse, - l'élimination d'au moins certaines zones de l'image qui sont étrangères à l'adresse par obtention d'un cadrage optimal, - la mise en mémoire de l'image eadrée, et - son envoi sur l'écran vidéo d'un poste de lecture en vue de son examen par un opérateur, caractérisé en ce que :: - on délimite sur l'image un certain nombre de blocs rectangulaires, définis par les coordonnées en xy de leurs extrémités, chacun de ces blocs comprenant un certain nombre d'éléments d'image qui sont, soit liés ensemble, soit suffisamment proches, et d'étendue suffisante, pour qu'on puisse les considérer comme formant des mots, parties de mots ou nombres de l'adresse, - ot met en mémoire uniquement des éléments d'image qui se trouvent à l'intérieur de tels blocs0 2.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ne met pas en mémoire les blocs dont la dimension dans le sens x, perpendiculaire aux lignes d'adresse, est nettement inférieure ou nettement supérieure à la hauteur d'une ligne d'écriture déterminée au préalable sur l'image de l'objet0 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on détermine la densité de chaque bloc, c'est-à-dire la proportion de pixels ayant la valeur binaire correspondant à la présence d'un signe de lecture, et on ne met pas en mémoire les blocs dont 7 densité s'écarte par top de la densité moyenne d'un bloc contenant des parties d'écriture 4.Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour délimiter les blocs, on groupe les pixels (parties élémentaires) de l'image binaire en pavés rectangulaires contenant chacun un nombre égal de pixels, ce nombre étant supérieur à l'unité mais au plus égal à celui qui correspond à la dimension minimale des lettres manuscrites usuelles, on donne une première valeur binaire à tous les pixels d'un pavé dont aucun pixel n'a la valeur correspondant à la présence d'un signe de lecture, et une seconde valeur binaire opposée à tous les pixels des autres pavés, et on délimite les blocs de telle façon qu'ils contiennent tous les pavés ayant cette seconde valeur binaire, qui sont jointifs les uns aux autres, et qui sont susceptibles de contenir des parties de l'adresse. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on laisse en dehors des blocs les pavés ayant ladite seconde valeur binaire et qui sont isolés ou forment un ensemble isolé comprenant un nombre de pavés inférieur à une valeur fixée. 6. Procédé selon l'une des revendications i à 5, caractérisé en ce qu'il constitue une étape de prétraitement d'un système automatique de reconnaissance de caractères. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les blocs sont envoyés à la mémoire ou au poste de lecture après les avoir replacés dans l'image suivant des critères ergonomiques. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on replace les blocs pour obtenir une prélocalisation du code d'acheminement et/ou des informations de distribution. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'on déplace les blocs les uns par rapport aux autres pour obtenir un écart constant entre les lignes et/ou entre les blocs 10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'an moins certains blocs sont réduits ou amplifiés afin que l'image reconstruite obtenue après déplacement des blocs occupe un espace défini dans une mémoire ou sur ltecran du poste de lecture. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'image reconstruite est soumise à un traitement de compression avant sa mise en mémoire et sont envoi au poste de lecture. 12. Procédé selon lune des revendications i à 11, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre par des moyens matériels et logiciels agissant en collabo- ration. 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'lu est mis en oeuvre par des moyens entièrement logiciels e 14. Procédé selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le traitement de compression est fait selon la méthode de Read. 15. Procédé selon l'une des revendications il à 14, caractérisé en ce quton envoie au poste de lecture des images comprimées, le poste de lecture opérant lui-mEme la décompression avant l'envoi de l'image sur l'écran vidéo. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'on connecte plusieurs postes de lecture d'images à l'aide d'un réseau local de type "ETHERNET" ou analogue.