Brevet FR2632470A1 — publié le 19891208

2632-4?0 DISPOSITIF DE TRAITEMENT NUMERIQUE D'IMAGES POUR L'OBTENTION D'EFFETS SPECIAUX GEOMETRIQUES La présente invention concerne le-traitement numérique d'images, pour l'obtention d'effets spéciaux géométriques. Le traitement se fait à partir d'une image d'origine formée de signaux numériques représentatifs de points répartis selon les intersections d'une grille rectangulaire constituée de lignes et de colonnes. Le traitement consiste à modifier la géométrie de l'image d'origine pour obtenir, par exemple, l'aspect d'une projection de I'image sur une surface courbe, ou une réduction, c'est à dire un simple changement d'échelle-de l'image. Il est connu, pour réaliser ces effets spéciaux, de déterminer une grille de transformation dont les lignes et les colonnes peuvent être courbes, de superposer cette grillé à la grille rectangulaire d'origine et d'en déterminer les points d'intersection par interpolation à l'aide des points voisins sur la grille d'origine; les points de la grille de transformation sont alors reportés sur une grille rectangulaire comportant le même nombre de lignes et de colonnes et l'effet spécial est obtenu. Pour corriger les phénomènes de repliement de spectre, c'est à dire de transformation de fréquences hautes du spectre en fréquences basses, il est connu de déterminer chaque point d'intersection en faisant intervenir deux facteurs, dits de compression locale, égaux aux normes respectives des vecteurs tangents respectivement à la ligne et à la colonne au point considéré. Il est à noter que plus l'image finale est petite par rapport à l'image d'origine, plus le nombre de points voisins à prendre en compte dans la détermination par interpolation des points de la nouvelle grille, est important pour minimiser les phénomènes de repliement de spectre. Ainsi, lorsque l'image finale est petite par rapport à l'image d'origine, les dispositifs connus nécessitent des temps de calcul importants pour éviter le phénomène de repliement de spectre. La présente invention a pour but d'éviter ou, pour le moins, de réduire ces Inconvénients. Ceci est obtenu par des réductions successives de l'image avec mise en mémoire, puis obtention de l'image désirée à partir des images mises en mémoire; le choix de l'image mise en mémoire se faisant, pour la détermination de chaque point de l'irmage finale, en fonction des facteurs de compression locale du point considéré et des coefficients de réduction des images mises en mémoire. Selon l'invention, il est proposé un dispositif de traitement numérique pour l'obtention d'effets spéciaux géométriques à partir d'une image d'origine formée de signaux numériques représentatifs de points répartis selon les intersections d'une grille rectangulaire constituée de lignes et de colonnes, comportant une mémoire d'image pour conserver l'image d'origine, un filtre bi-dimensionnel à caractéristiques variables et un calculateur pour, en fonction d'une grille de transformation pré-établie, des facteurs de compression de cette grille de transformation et des valeurs des signaux numériques, piloter le calcul, par le filtre, des valeurs numériques à affecter aux intersections de la grille de transformation, caractérisé en ce qu'il comporte n (n entier au moins égal à 1) filtres bi-dimensionnels auxiliaires, à caractéristiques fixes, disposés en série, dont le premier reçoit les signaux de l'image d'origine, n mémoires branchées respectivement aux sorties des n filtres auxiliaires et un commutateur pour conmmuter une parmi les n + 1 mémoires au filtre à caractéristiques variables et en ce que le calculateur corrmmnande le commutateur en fonction des facteurs de compression de la grille de transformation. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à I'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent: - la figure 1, deux grilles servant à produire un effet géométrique dans une image; - la figure 2, le schéma d'un dispositif selon l'art - connu, pour l'obtention d'un effet géométrique; - la figure 3, le schéma d'un dispositif selon l'invention pour l'obtention d'un effet géométrique; 1 r - la figure 4, un organigramrnme relatif à la figure 3. Dans les différents schémas les dispositifs de synchronisation précise, relevant - de la technologie courante, n'ont pas été représentés en vue de rendre les dessins plus clairs et de simplifier l'exposé. - Sur la figure 1, sont représentées partiellement deux grilles, l'une rectangulaire, faite de lignes horizontales X et de colonnes verticales Y, l'autre faite de lignes et colonnes courbes, U, V. La grille rectangulaire représente, par ses points d'intersection, la position des points d'une image d'origine, et les points de l'image d'origine sont connus par des signaux numériques; cette grille sera appelée, dans ce qui suit, grille d'origine. L'autre grille constitue une grille de transposition c'est à dire une grille dont les points d'intersection calculés par interpolation à partir des points voisins de la grille d'origine, sont reportés aux intersections d'une grille rectangulaire présentant le même nombre de lignes et de colonnes que la grille de transposition. C'est par ce processus qu'il est connu de réaliser des effets spéciaux géométriques à partir d'une image d'origine. Il est à noter par ailleurs que, en application du théorème de Shannon, il faut respecter les spectres d'échantillonnage dans les directions des courbes U et V, pour éviter les phénomènes de repliement de spectre générateurs de défauts. Pour cela il est connu d'associer à tout point (u, v) -35 deux facteurs dits facteurs de compression locaux, suivant Ies tangentes aux courbes UT et V. Ces facteurs de compression locaux sont égaux aux normes respectives des vecteurs tangents aux courbes U et V CU /= dU/dx) + (dU/dy)2 Cv = "(dV/dx)2 (dV/dy)2 dans ces formules CU et Cv représentent respectivement les facteurs de compression suivant U et V; des valeurs un peu moins précises mais plus simples à obtenir, peuvent être déterminées à l'aide de la corde qui sous-tend deux points consécutifs, ainsi au point (u2, v2) de la figure 1 CU = /(x2,2 - xl,2)2 + (y2,2 - y2,1)2 Cv = '(x2,2 - x2,1)2 + (y2,2 - y2,1)2 Ces facteurs de compression, de quelque manière qu'ils soient définis, dépendent des courbes U et V, qui définissent l'effet spécial, et du pas de la grille d'origine. Plus le facteur de compression est grand, plus le nombre de points de la grille d'origine à prendre en compte pour déterminer, par interpolation, un point de la grille de transformation, doit être grand afin de minimiser le phénomène de repliement de spectre. Les figures 3 et 4 vont permettre de montrer comment, pour éviter des calculs longs ou des circuits électroniques importants afin de prendre en compte un grand nombre de points de la grille d'origine quand les facteurs de compression sont grands, il est possible d'effectuer les calculs non pas à partir de la seule grille d'origine mais à partir d'un ensemble de grilles se déduisant les unes des autres par de simples réductions à l'aide de filtres bi-dimensionnels disposés en série. La figure 2 est un schéma illustrant l'art connu dont il a été question ci-avant pour réaliser un effet spécial géométrique Les signaux numériques, Sn, représentatifs de points d'une image d'origine répartis selon ies intersections d'une grille rectangulaire, sont stockés dans une mémoire MO, dite mémoire d'image d'origine. Un calculateur, 1, comporte les données de la grille de transformation: adresse des points de la grille d'origine et facteurs de compression à prendre en compte pour chaque point d'intersection de la grille de transformation. Le calculateur i commande, par un signal d'adressage, A, l'envoi de la mémoire M0 vers un filtre bi-dimensionnel F des signaux de l'image d'origine à utiliser pour le calcul par interpolation d'un point de la grille de transformation; le calculateur envoie également au filtre F un signal K donnant les deux facteurs de compression relatifs aux point à calculer. Le filtre F est un filtre bi-dimensionnel à taux de compression variable commuandé par le signal Ka; ce filtre fournit, soit directement si le travail s'effectue en temps réel, soit avec mise en mémoire dans une mémoire de grille Ms, un signal St correspondant au signal Sn transformé selon l'effet spécial géométrique désiré. Dans le cas o l'effet spécial désiré est une simple réduction, c'est à dire un changement d'échelle de I'image, le calcul par interpolation et le circuit de la figure 2 se simplifient: suppression du calculateur 1 et utilisation, cormnme filtre F, d'un filtre bi-dimensionnel à taux de compression fixe, et le caleul par interpolation se fait alors systématiquement de la même façon pour tous les points de la grille de transformation. La figure 3, montre un circuit avec lequel les calculs par interpolation des points de la grille de transformation sont simplifiés. - en comparaison avec les calculs correspondants effectués dans le circuit de la figure 2. Dans le circuit selon la figure 3, le signal Sn est toujours envoyé dans une mémoire d'image d'origine M mais est aussi envoyé, à travers trois filtres auxiliaires F1, F2, F3, vers trois mémoires d'image Ml, M2, M3. Les filtres auxiliaires F1, F2, F3 sont des filtres bi-dimensionnels à taux de compression fixe, de valeur 2 dans l'exemple décrit; il s'agit done d'une simple réduction d'image qui, comme il a été indiqué à l'occasion de la description de la figure 2, se fait de façon très simple. Dans les mémoires M., M1, M2, M3 sont ainsi stockées des images présentant une résolution de plus en plus faible puisque leur facteur de compression 2, par rapport à l'image i 2 3 d'origine, est respectivement de 2 =1, 212, 22=4, 23=8. Un calculateur 1 comportant, pour un même effet spécial, les données correspondant à la même grille de transformation que le calculateur de la figure 2, va ainsi pouvoir choisir entre les contenus des mémoires M à M3 pour déclencher le calcul par interpolation d'un point de la grille de transformation; ce calcul se fait avec le même filtre bi-dimensionnel F que dans le cas de la figure 2. Le filtre F reçoit les signaux d'image stockés dans les mémoires Mo0 à M3 à travers un commutateur, 2, à quatre entrées et une sortie. Le choix d'une parmi les quatre mémoires Mo à M3 se fait en fonction du plus faible des deux facteurs de compression associés au point à déterminer; si 2 et 2b sont ces facteurs, avec a inférieur à b, la mémoire choisie est celle dont le facteur de compression 2 est tel que N Ng+l, borne non comprise. Le calculateur 1 délivre, un signal G de commande du commutateur 2, obtenu selon l'organigramme de la figure 4. Ii est à noter, par ailleurs que les signaux d'adresse, A, envoyés par le calculateur i vers les mémoires Mo à M3, sont les mêmes que dans le cas de la figure 2 et sont Ies mêmes quelle que soit la mémoire choisie, en effet, dans l'exemple décrit o les 1 mémoires M à M contiennent un nombre de signaux qui va en décroissant selon une suite géométrique de raison 2, le signal G est formé de groupes de huit adresses qui concernent huit points de la mémoire M0. quatre points de la mémoire M1, deux points de la mémoire M2 et seulement un point de la mémoire M3. Il est également à noter que c'est le même signal K que dans le circuit de la figure 2 qui fournit les facteurs de compression au filtre F de la figure 3. Comme dans le cas de la figure 2, le filtre F de la figure 3 est suivi d'une mémoire Ms à moins que le travail s'effectue en temps réel. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple décrit c'est ainsi en particulier que les filtres auxiliaires, tels que les filtres Fl, F2, F3 de la figure 3, peuvent être en nombre différent de 3, étant entendu qu'il doit au moins y avoir un filtre auxiliaire et qu'alors la - commutation par le commutateur 2 se fera entre deux mémoires la mémoire d'image et la mémoire placée à la sortie du filtre auxiliaire unique. De même les taux de compression des filtres auxiliaires peuvent être différents de 2 et même être différents de l'un à l'autre des filtres d'un même dispositif. REVENDICATIONS 1.Dispositif de traitement numérique pour l'obtention d'effets spéciaux géométriques à partir d'une image d'origine formée de signaux numériques représentatifs de points répartis selon les intersections d'une grille rectangulaire constituée de lignes et de colonnes, comportant une mémoire d'image (Mo) pour conserver l'image d'origine, un filtre bi-dimensionnel à caractéristiques variables (F) et un calculateur (1) pour, en fonction d'une grille de transformation pré-établie, des facteurs de compression de cette grille de transformation et des l6 valeurs des signaux numériques, piloter le calcul, par le filtre, des valeurs numériques à affecter aux intersections de la grille de transformation, caractérisé en ce qu'il comporte n (n entier au moins égal à 1) filtres -bi- dimensionnels auxiliaires, à caractéristiques fixes,(F1- F3), disposés en série, dont le premier reçoit les signaux de l'image d'origine, n mémoires (M1-M3) branchées respectivement aux sorties des n filtres auxiliaires et un commutateur (2) pour commuter une parmi les n + 1 mémoires (Mo0-M3) au filtre à caractéristiques variables (F) et en ce que le calculateur commande le commutateur en fonction des facteurs de compression (G) de la grille de transformation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les filtres auxiliaires (F1-F3) ont tous un même taux de compression. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le taux de compression des filtres auxiliaires est de 2.