Brevet FR2718913A1 — publié le 19951020

i* L'invention concerne un procédé pour corriger des défauts d'image dans des images fournies par un cap- teur générateur d'images muni de lignes d'éléments cap- teurs, de préférence par des appareils de prise d'images par rayonnement thermique, les défauts étant provoqués par des inégalités des éléments capteurs explorant une scène, en particulier par des sensibilités différentes, et se manifestant par des rayures horizontales ou verti- cales affectant l'aspect général de l'image et les possi- bilités de traitement ultérieur. On connaît deux opérateurs (Handbuch der Opera- toren fur die Bildbearbeitung von Reinhard Klette und Piero Zamperoni, 1992, pages 236 à 241) qui concernent les motifs semblables à des lignes, c'est-à-dire les zones d'image oblongues ayant une valeur de gris à peu près constante et possédant une faible largeur de ligne comparativement à la grandeur de la fenêtre. Tandis que l'un des opérateurs vise à faire ressortir les motifs semblables à des lignes, l'autre opérateur supprime de tels motifs. Dans le cas du second opérateur, les motifs horizontaux ou verticaux semblables à des lignes et ayant la largeur d'un point d'image, sont considérés comme des perturbations et sont déduits linéairement de la fonction de valeur de gris. Cette suppression de l'aspect strié des images fournies par le capteur, aspect qui est dû à ce dernier, a l'inconvénient de demander un ajustement complexe dans un domaine spectral et d'intensité res- treint. L'invention a donc pour but de créer un pro- cédé, du type mentionné au début, par lequel on puisse obtenir une image correcte, sans rayures et d'autres per- turbations en forme de lignes et qui procure ainsi une optimisation de la représentation des images, sans perte de détails. Selon l'invention, on obtient ce résultat par différentes étapes de procédé décrites explicitement par la suite. Le procédé selon l'invention apporte de façon avantageuse une amélioration des données-images pour des opérations de traitement ultérieur. L'invention concerne également un circuit pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, circuit qui est également décrit en détail dans ce qui suit. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schéma- tique d'une image fournie par un capteur générateur d'images; et - la figure 2 montre le schéma d'un circuit pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 1 représente une ligne 17 d'éléments capteurs 18 faisant partie d'un capteur générateur d'images et explorant en direction horizontale une scène pour ainsi générer chaque fois une ligne de l'image. Il est possible aussi, en variante, de choisir une explora- tion verticale de la scène. Les effets perturbateurs dé- crits au début et liés à l'exploration suivant une dimen- sion, effets qui proviennent des sensibilités inégales des différents éléments capteurs 18 et se manifestent dans l'image par des rayures horizontales ou verticales, sont supprimés par les étapes de procédé décrites dans ce qui suit. Dans ces étapes successives, une valeur de cor- rection est déterminée en principe pour chaque point d'image (pixel) d'une image fournie par le capteur d'images, valeur de correction qui est ajoutée au point d'image concerné afin de produire ainsi une image cor- recte sans rayures ou autres perturbations en forme de lignes. Selon ces différentes étapes: a) De chaque image fournie par le capteur générateur d'images, on stocke un segment d'image 19 (zone mémoire pour moyenne initiale) dans une mémoire, le segment d'image étant choisi de manière qu'assez de données soient disponibles pour un calcul suffisant de moyennes d'intensité. On mémorise un segment d'image parce que la mémorisation de l'ensemble de l'image n'est pas possible du fait que cela demande- rait trop de temps. b) on calcule la moyenne de l'intensité de chaque ligne individuelle du segment d'image selon la formule moyenne ligne = 1 X points d'image dans la ligne, n o n désigne le nombre des points d'image par ligne.Il est préférable de déterminer les moyennes des inten- sités de chaque ligne du segment d'image en fonction de la direction d'exploration des éléments capteurs explorant une scène. Les moyennes calculées forment la base pour la correction ligne par ligne des inéga- lités des différents éléments capteurs. D'après un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il peut ne pas être tenu compte, dans la détermination des moyennes de l'intensité de chacune des différentes lignes, des pixels du segment d'image dépassant un seuil prédéterminé. Pour obtenir des moyennes dépen- dant largement du fond de l'image, il est préférable de remplacer les pixels dépassant un seuil prédéter- miné par une valeur de remplacement préfixée. l c) on utilise les moyennes calculées des intensités de chaque ligne individuelle comme valeurs initiales des moyennes courantes pour le premier pixel des lignes correspondantes, selon moyenne cour. pour pixel 1 = moyenne ligne. d) On détermine pour chaque pixel une valeur de correc- tion de pixel, désignée par A pixel, selon la formule A pixel = pixel n moyenne cour pour pixel (n-1). e) On détermine la moyenne courante actuelle pour chaque ligne de l'ensemble de l'image selon la formule suivante: moyenne cour. pour pixel 1 = moyenne cour.pour pixel (n-l) A pixel + facteur le facteur fixant une adaptation prédéterminée à des bonds d'intensité dans l'image. La différence cadrée entre le point d'image actuel et la dernière moyenne courante sert donc à la détermination de la moyenne courante actuelle. f) On forme chaque valeur de point d'image corrigée de l'ensemble de l'image à partir de la somme de la valeur de correction de pixel et de la valeur de décalage principal, selon la formule pixel n nouv. = A pixel + valeur de décalage princi-' pal, o la valeur de décalage principal représente une valeur d'intensité constante. Il peut s'agir de la mo- yenne globale du nombre de toutes les moyennes ligne, qui sert de valeur de référence pour ne pas laisser apparaître l'image corrigée plus claire ou plus sombre que l'image originale. Par la détermination d'une valeur de correction individuelle pour chaque point d'image de l'ensemble de l'image et par son addition au point d'image correspondant, on produit l'image correcte mentionnée au début, sans rayures ou autres perturbationds en forme de lignes. On peut améliorer le contraste de l'ensemble de l'image pour chaque- point d'image n selon la relation pixel n amélioré = Apixel x facteur + valeur de décalage principal, en choisissant une valeur préfixée entre 1 et 2 pour le facteur. Si le capteur fournit des images avec des dé- fauts sous forme de rayures dans la direction d'explora- tion horizontale et dans la direction d'exploration ver- ticale, on peut les corriger en exécutant d'abord les étapes de procédé a à f décrites précédemment dans une direction puis, sur l'image corrigée une fois, dans l'autre direction. L'augmentation du contraste est alors effectué une fois seulement. Le circui4 représenté sur la figure 2, opérant en deux phases, présente une entrée image pour les images fournies par le capteur. Dans la première phase de trai- tement, des moyennes initiales ou de départ sont formées pour chaque ligne d'un segment d'image, moyennes qui s'adaptent dans la seconde phase de traitement, par une adaptation locale, à la luminosité de scène de chaque ligne. Dans la première phase, les points d'image (pixels) d'un segment d'image (zone mémoire 19 pour moyenne initiale selon la figure 1) de chaque image pro- duite, sont stockés temporairement dans une mémoire de retard 5 de type "FIFO" ou "premier entré-premier sorti", et appliqués en même temps à un premier sélecteur 6 ainsi qu'à un comparateur!4 - commandant ce premier sélecteur 6 - pour la détermination des moyennes de chaque ligne in- dividuelle du segment d'image selon la formule moyenne ligne _1 I points d'image dans la ligne Ces moyennes déterminées sont utilisées comme valeurs initiales des moyennes courantes pour le premier pixel des lignes correspondantes. La sortie d'un générateur de seuil 1 est connectée à la seconde entrée du comparateur 4 et la sor- tie d'un générateur de valeur de remplacement (de substi- tution) 2 est connectée à la seconde entrée du premier sélecteur 6. Aux entrées du circuit à seuil 1 et du géné- rateur de valeur de remplacement 2, est connectée, au ni- veau du logiciel, la sortie d'un microprocesseur (ordinateur central) 16 pour l'introduction de seuils et de valeurs de remplacement préfixés. La sortie du micro- processeur 16 est connectée en outre à l'entrée d'un gé- nérateur de décalage principal 3 pour l'introduction d'une valeur de décalage principal prédéterminée, pour laquelle on peut utiliser lamoyenne globale du nombre m de toutes les moyennes de ligne des points d'image d'un segment d'image correspondant. Dans la détermination des moyennes de l'inten- sité de chacune des différentes lignes du segment d'image, il n'est pas tenu compte des pixels du segment d'image dépassant un seuil prédéterminé, du fait que les valeurs de pixel arrivant par l'entrée d'image, sont com- parées dans le comparateur 4 avec le seuil prédéterminé du générateur de seuil 1 et du fait que les valeurs de pixel dépassant le seuil sont remplacées par la valeur de substitution préfixée du générateur de valeur de rempla- cement 2 afin de rendre la moyenne de ligne largement in- dépendante du contenu de l'image. A cet égard, le maximum des moyennes des lignes du segment d'image peut être uti- lisé en tant que seuil pour éviter des valeurs de correc- tion extrêmes (maximum = maximum des moyennes ligne)- Les valeurs de pixel sont ajoutées, dans un premier addition- neur 7 prévu à la suite du premier sélecteur 6, aux moyennes de ligne qui se sont accumulées, puis transfé- rées par un second sélecteur 8 dans la mémoire de moyennes 10 qui est attaquée par le microprocesseur 16. Les adresses de ligne coordonnées aux moyennes, sont sé- lectionnées par le dispositif de commande et d'adressage 9, de sorte qu'après l'entrée d'un nombre suffisant de lignes (256 par exemple), une moyenne valable est dispo- nible à chaque adresse de ligne. La première phase de travail du circuit est ainsi terminée. Au début de la seconde phase de traitement, une valeur de correction de pixel A pixel = pixeln - moyennecour. pour pixel (n-l) est déterminée dans un soustracteur 11 prévu à la suite de la mémoire 5. Cette valeur de correction de pixel, servant d'un côté. à modifier la moyenne de ligne ac- tuelle, est utilisée, à l'aide d'un circuit de décalage et de division 14;prévu à la suite du soustracteur 11, ainsi qu'à l'aide d'un deuxième additionneur 15, pour dé- terminer les moyennes courantes actuelles pour chaque ligne de l'ensemble de l'image, selon la formule moyenne cour. pour pixel n = moyenne cour.pour pixel(n-1) + A pixel + -À facteur le facteur fixant- une adaptation prédéterminée à des bonds d'intensité dans l'image. Dans ce processus, le circuit 14 divise la valeur de correction A pixel par une valeur binaire (256 par exemple) et l'additionneur 15 ajoute le résultat à la moyenne de ligne, la moyenne cou- rante actuelle pour chaque ligne de l'ensemble de l'image étant inscrite au moyen du second sélecteur 8 dans la mé- moire de moyennes.*D'un autre côté, la valeur de correc- tion A pixel est envoyée à l'entrée d'un troisième additionneur 13, à la seconde entrée duquel est appliquée, en tant que valeur d'intensité constante, la valeur de décalage principal, par exemple sous la forme de la moyenne globale du nombre m de toutes les moyennes de ligne, et dont la sortie constitue la sortie image pour chaque valeur de point d'image corrigée de l'ensemble de l'image, selon la formule pixel n nouv. = A pixel + valeur de décalage principal. Au moyen d'un dispositif d'étalement 12, inter- posé entre le soustracteur 11 et le troisième addition- neur 13, le contraste de l'ensemble de l'image peut être amélioré pour chaque point d'image n selon la relation pixel n amélioré = A pixel x facteur + valeur de décalage principal, en choisissant une valeur préfixée entre 1 et 2 pour le facteur. REVENDICATIONS 1. Procédé pour corriger des défauts d'image dans des images fournies par un capteur générateur d'images muni de lignes d'éléments capteurs, de préfé- rence par des appareils de prise d'images par rayonnement thermique, les défauts étant provoqués par des inégalités des éléments capteurs explorant une scène, en particulier par des sensibilités différentes, et se manifestant par des rayures horizontales ou verticales affectant l'aspect général de l'image et les possibilités de traitement ul- térieur, caractérisé par les étapes de procédé suivantes: a) de chaque image fournie par le capteur générateur d'images, on stocke un segment d'image dans une mémoire (5), le segment d'image étant choisi de manière qu'assez de données soient disponibles pour un calcul suffisant de moyennes d'intensité, b) on calcule la moyenne de l'intensité de chaque ligne individuelle du segment d'image selon la formule moyenne ligne = 1 Z points d'image dans la ligne, c) on utilise les moyennes calculées des intensités de chaque ligne individuelle comme valeurs initiales des moyennes courantes pour le premier pixel des lignes correspondantes, selon ? moyenne cour. pour pixel 1 = moyenne ligne d) on détermine pour chaque pixel une valeur de correc- tion de pixel, désignée par A pixel, selon la formule A pixel = pixel n moyenne cour pour pixel (n-l), e) on détermine la moyenne courante actuelle pour chaque ligne de l'ensemble de l'image selon la formule suivante: moyennecour. pour pixel n = moyennecour.pour pixel (n-l) + A pixel facteur le facteur fixant une adaptation prédéterminée à des bonds d'intensité dans l'image, et f) on forme chaque valeur de point d'image corrigée de l'ensemble de l'image à partir de la somme de la valeur de correction de pixel et de la valeur de décalage principal, selon la formule pixel n nouv. = A pixel + valeur de décalage princi- principal, o la valeur de décalage principal représente une valeur d'intensité constante. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'on détermine les moyennes des intensités de chaque ligne individuelle-du segment d'image en fonc- tion de la direction d'exploration des éléments capteurs explorant une scène. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que l'on ne tient pas compte, dans la dé- termination des moyennes de l'intensité de chaque ligne individuelle, des pixels du segment d'image dépassant un seuil prédéterminé. 4. Procédé selon la revendication 3, caracté- risé en ce que, pour obtenir des moyennes qui dépendent largement du fond de l'image, on remplace les pixels dépassant un seuil prédéterminé par une valeur de remplacement préfixée. 5. Procédé selon la revendication 1, 3 ou 4, caractérisé en ce que l'on utilise le maximum des moyennes des lignes du segment d'image en tant que seuil pour éviter des valeurs de correction extrêmes (maximum = maximum des moyennes ligne. 6. Procédé selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on produit une amélioration du contraste de l'ensemble de l'image pour chaque point d'image n selon la relation pixel n amélioré = A pixel x facteur + valeur de décalage principal, en choisissant une valeur préfixée entre 1 et 2 pour le facteur. 7. Procédé selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que l'on utilise la moyenne globale du nombre n de toutes les moyennesligne en tant que valeur de décalage principal. 8. Procédé selon ure des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce que l'on,corrige les images présentant des dé- fauts en forme de Rayures en direction verticale et en direction horizontale par une application des différentes étapes du procédé dans la direction verticale et dans la direction horizontale. 9. Procédé selon la revendication 8, caracté- risé en ce que l'on applique une seule fois le procédé d'amélioration du contraste selon la revendication 6. 10. Circuit pour la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications 1 à 9, avec utilisation d'un capteur générateur d'images possédant une ligne (17) d'éléments capteurs (18) explorant une scène, caractérisé en ce que - la sortie du capteur d'images est connectée à l'entrée d'une mémoire de retard (5) et à l'entrée d'un premier additionneur (7), - - le premier additionneur (7) est suivi d'un second sélecteur (8) et d'une mémoire de moyennes (10), ce sélecteur et cette mémoire étant attaqués par un dispositif de commande et d'adressage (9), - la mémoire de retard (5) est suivie d'un soustracteur (11), d'un circuit de décalage et de division (14) et d'un deuxième additionneur (15) dont la sortie est reliée à la seconde entrée du second sélecteur (8), - la sortie de la mémoire de moyennes (10) est connectée aux secondes entrées du premier additionneur (7), du soustracteur (11) et du deuxième additionneur (15) et - la sortie du soustracteur (11) est connectée à la fois à l'entrée du circuit de décalage et de division (14) et à une entrée d'un troisième additionneur (13) dont la première entrée est reliée à la sortie d'un géné- rateur de valeur de décalage principal (3) et à la sortie duquel est appliquée chaque valeur de point d'image corrigée de l'ensemble de l'image, selon la formule pixel n nouv. = A pixel + valeur de décalage principal. 11. Circuit selon la revendication 10, caractérisé en ce que la sortie du capteur d'images est connectée d'une part à la première entrée d'un premier sélecteur (6) dont la sortie est connectée à la première entrée du premier additionneur (7), et d'autre part à la première entrée d'un comparateur (4) commandant le premier sélec- teur (6), dont la seconde entrée est en liaison avec la sortie d'un circuit à seuil (1), et que la seconde entrée du premier sélecteur (6) est reliée à la sortie d'un gé- nérateur de valeur de remplacement (2). 12. Circuit selon la revendication 10 ou 11, carac- térisé en ce qu'il comprend un microprocesseur (16) qui introduit la valeur de seuil dans le circuit à seuil (1), la valeur de remplacement dans le générateur de valeur de remplacement (2) ainsi que la valeur de décalage princi- pal dans le générateur de valeur de décalage principal (3), et qui attaque la mémoire de moyennes (10). 13. Circuit selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un dispositif d'étalement (12) destiné à améliorer le contraste de l'ensemble de l'image pour chaque point d'image n, est interposé entre la sortie du soustracteur (11) et la première entrée du troisième additionneur (13).