Brevet FR2741467A1 — publié le 19970523

CHAINE D'ACQUISITION ET DE TRAITEMENT D'IMAGES. L'invention concerne les Systèmes de traitement d'images utilisés à des fins professionnelles. Elle peut s'appliquer à tous les cas où l'on recherche à optimiser la qualité d'une image ou d'une série d'images. L'invention s'applique plus particulièrement à la prévision et à l'amélioration de l'impact d'une image ou d'une série d'images sur un individu ou sur une population. Elle permet également de faciliter la lecture et l'interprétation d'images, ces lectures et interprétations étant ultérieurement utilisées pour déclencher des actionneurs. On citera à titre d'exemples non limitatifs de champs d'applications préférentielles de l'invention: I'affichage publicitaire, la communication graphique et notamment télévisuelle, I'imagerie médicale et vétérinaire, le contrôle d'accès, la surveillance du trafic routier, les contrôles de fabrication industriels en cours et en fin de process. II est connu de réaliser des chaînes d'acquisition et/ou de traitement d'images qui comportent une unité d'acquisition et une unité de traitement. II est également connu de réaliser de telles chaînes qui comportent également une unité d'éclairage, dont le but et de faciliter l'acquisition des informations. On constate cependant que l'addition des flux lumineux produits d'une part par l'éclairage ambiant ou naturel et d'autre part par source d'éclairage est particulièrement délicate; en effet, si la puissance de la source d'éclairage peut être modulée, celle de l'éclairage ambiant ou naturel est essentiellement variable, si bien que l'éclairage total est sujet à des variations importantes, variations auxquelles le capteur de l'unité de visualisation a le plus grand mal à s'adapter instantanément, si bien que la lecture et l'interprétation des informations contenues dans les images est souvent erronée ou insatisfaisante. On connaît également des chaînes d'acquisition et de traitement d'images utilisées pour optimiser la qualité des images ainsi que pour quantifier l'attractivité visuelle des dites images. On citera plus particulièrement la demande de brevet Numéro 91.15509 déposée au nom de la société AEROSPATIALE qui décrit et revendique un capteur de position angulaire de l'oeil ou des yeux d'un observateur placé devant une image donnée. Les informations fournies par de tels capteurs permettent de déterminer quels sont les points ou zones d'une image donnée qui exercent une attractivité maximale du regard d'un observateur. En faisant défiler une population type devant une image et en effectuant des calculs statistiques sur les mouvement oculaires détectés au moyen des capteurs décrits ci-dessus, on parvient à déterminer les caractéristiques de la dite image, en termes d'attractivité visuelle. Bien entendu, ce type de traitements est particulièrement long et onéreux, I'échantillonnage devant être reproduit pour juger de la qualité de chaque image étudiée. On constate que les solutions actuellement proposées ne donnent pas satisfaction. Elles font d'ailleurs l'objet d'applications très limitées dans l'industrie et les services, surtout si l'on se réfère à l'extension de la place prise par la communication par l'image dans les pays industrialisés. Les raisons de cette diffusion limitée dans les domaines d'application potentiels résident dans la complexité de réalisation et d'utilisation des solutions proposées. De plus, les systèmes de qualification et/ou d'optimisation des images restent d'une précision insuffisante pour permettre la distinction entre une valeur d'attractivité acceptable et une valeur d'attractivité insuffisante. Enfin, le coût des différents dispositifs qui ont été proposés disqualifie ces dispositifs dès qu'il s'agit d'envisager leur utilisation à grande échelle. Supplémentairement, aucun des dispositifs proposé n'est compatible avec une reconnaissance des caractères suffisamment fiable pour pouvoir par exemple identifier les plaques d'immatriculation de véhicules se présentant à l'accès d'un parking ou d'une voie de circulation, a fortiori si les dits véhicules roulent à une vitesse significative ou élevée et si l'éclairage ambiant peu varier de zéro (nuit noire) à 100.000 lux (plein soleil). Le caractère imparfait et insatisfaisant des chaînes d'acquisition et/ou de traitement des images actuellement proposées est donc particulièrement apparent. L'invention propose de réaliser des chaînes d'acquisition et de traitement d'images, particulièrement simples à réaliser industriellement et qui pallient l'ensemble des inconvénients exposés ci-dessus. Un objectif principal de l'invention est de proposer un dispositif permettant d'améliorer la précision et la fiabilité des chaînes de traitement d'images. Un objectif essentiel de l'invention est de proposer une chaîne d'acquisition et de traitement dont les performances soient pratiquement indépendantes de l'intensité de l'éclairage naturel ou ambiant dans lequel sont placées les images étudiées. Un objectif complémentaire de l'invention est de proposer une chaîne d'acquisition et de traitement d'images qui permette la reconnaissance des caractères dans des conditions optimisées. Enfin, I'invention prétend proposer un dispositif dont le prix de revient industriel soit particulièrement faible et qui présente des performances inédites en matière de mesure de l'attractivité visuelle des images, en ouvrant des perspectives nouvelles pour des applications comme l'imagerie médicale, la communication publicitaire, ou la surveillance des accès. L'ensemble de ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints à l'aide d'une chaîne d'acquisition et de traitement d'image, du type comportant au moins une unité de visualisation et une unité d'éclairage ainsi qu'une unité de traitement et/ou de reconnaissance caractérisée en ce que: - L'unité d'éclairage est équipée d'une source lumineuse à niveau constant ladite source d'éclairage à niveau constant ayant une émission centrée sur une valeur proche de l'une des zones d'absorption maximale de l'émission infrarouge solaire par l'atmosphère terrestre, telles 850 nanomètres, 1,3 micromètres, 1,75 micromètres, 2 micromètres et 2,7 micromètres. - L'unité de visualisation est équipée d'un capteur CDD ayant une sensibilité maximale aux environs de la même zone d'absorption maximale de l'émission infrarouge solaire par l'atmosphère terrestre que celle choisie pour l'émission maximale de l'unité d'éclairage. - L'unité de traitement et/ou de reconnaissance comporte un algorithme permettant de reproduire certaines fonctionnalités du cerveau humain. Le centrage de l'intensité d'émission lumineuse sur la valeur de l'une des zones d'absorption maximale de l'émission infrarouge solaire par l'atmosphère terrestre et le choix d'un capteur équipant la caméra de visualisation ayant une sensibilité également centrée sur cette valeur est une caractéristique essentielle de la présente invention. En effet, cette valeur correspond à une zone de très faible émission de la lumière solaire comme de la plupart des dispositifs d'éclairage artificiels. On comprend dans ces conditions que les chaînes d'acquisition et de traitement d'images réalisées selon l'invention seront pratiquement insensibles aux variations de l'éclairage ambiant ou de la lumière solaire et que l'on obtiendra en conséquence des informations particulièrement fiables et reproductibles, quelles que soient les conditions d'éclairage diurnes ou nocturnes. Par ailleurs, pour éviter que l'on ait à reproduire une étude statistique du comportement visuel d'une population d'individus devant chaque image à analyser on choisira de réaliser l'unité de traitement et/ou de reconnaissance de telle manière qu'elle comporte un certain nombre d'informations mémorisées, les dites informations permettant de prévoir le comportement d'un individu ou d'une population d'individus susceptibles de regarder la ou les images étudiées. En d'autres termes, on choisira de construire sous forme logicielle un comportement type au moins au stade de la perception, d'une population face à des images diverses ayant des caractéristiques communes et on utilisera les chaînes d'acquisition et de traitement d'images selon l'invention pour prévoir à priori ce que sera le comportement devant chaque nouvelle image étudiée. On pourra de cette façon réaliser des études très rapidement et à un coût particulièrement bas, les dites études permettant de déterminer les zones d'attractivité préférentielle d'une ou de plusieurs images, prises isolément ou dans un environnement donné et ce en privilégiant les aspects de perception immédiate, c'est à dire non dépendants des paramètres culturels susceptibles d'influencer les comportements autres que directement liés à la perception des individus visualisant l'image. Pour faciliter l'interprétation des informations fournies par les chaînes d'acquisition et de traitement d'images selon l'invention, on prévoira avantageusement que les dites chaînes comportent les moyens d'afficher des informations qualitatives sur certaines zones de l'image. Dans un mode de réalisation particulièrement simple et économique, les moyens d'afficher les informations qualitatives seront constitués par un dispositif de pointage utilisant une source lumineuse ou laser. De façon avantageuse, le dit dispositif de pointage sera piloté par l'unité de traitement, et l'on aura une modélisation immédiate des zones d'attractivité préférentielle d'une image donnée. Le résultat final pourra être reproduit sur tout supports connus et notamment des supports de type écrans, sorties imprimante ou photographies. Dans un mode de réalisation alternatif, on choisira de réaliser des chaînes d'acquisition et de traitement d'images dont les moyens d'afficher les informations qualitatives seront constitués par une cartographie de l'image faisant ressortir l'attractivité différentielle des zones au moyen de couleurs spécifiques. L'ensemble des moyens exposés ci-dessus permettra de mesurer si une affiche placée dans un environnement donné possède ou non un pouvoir ce captation des regards important. II permettra également de hiérarchiser les emplacements pour la réalisation d'une campagne d'affichage ou d'optimiser les couples affiches I emplacements dans le but d'augmenter l'impact sur les populations. De même, les chaînes d'acquisition et de traitement d'images selon l'invention permettent de juger de l'impact absolu ou relatif de messages véhiculés par exemple par des logos, des mises en page, ou des emballages, présentés isolément ou en rayonnage de magasins. Dans le domaine de la communication cinématographique ou télévisuelle, I'utilisation des moyens exposés ci-dessus permettra de juger de l'intérêt relatif des différentes parties du message, dans l'espace et dans le temps. Enfin, pour certaines applications, on s'intéressera non seulement à l'attractivité visuelle des images mais encore au déchiffrage de messages véhiculés par des chaînes de caractères. Bien qu'il existe un certain nombre de propositions dans ce sens, aucune ne connaît pour l'instant d'applications comparables au potentiel de marché représenté par les besoins en matière de sécurisation des personnes et des biens, de surveillance du trafic routier, ou encore de gestion des péages. Cette situation s'explique par l'impossibilité d'obtenir une information précise et fiable à partir des systèmes existants. Les travaux des demandeurs, non publiés et non divulgués à ce jour, en matière de chaînes d'acquisition et de traitement d'images utilisées pour la lecture automatisée de plaques minéralogiques ont montré que seul le centrage d'une source lumineuse et d'un capteur photosensible sur une valeur proche de l'une des zones d'absorption maximale de l'émission infrarouge solaire par l'atmosphère terrestre pouvait permettre de s'affranchir des nuisances induites par les variations d'éclairage naturel ou ambiant et par conséquent d'obtenir une fiabilité et une reproductibilité satisfaisante des opérations de reconnaissance de caractères, y compris pour des plaques d'immatriculation de configuration très différentes (exemple: plaques de différents pays européens). Dans ces conditions, pour certaines applications spécifiques, les chaînes d'acquisition et de traitement d'images selon l'invention comporteront avantageusement au moins un logiciel de reconnaissance de caractères, le dit logiciel étant intégré à l'unité de reconnaissance et/ou de traitement. Les modes de réalisation décrits ci-dessus sont donnés à titre indicatif et ne sont en aucune façon limitatifs. En particulier, on pourra choisir d'autres modes de réalisation des chaînes d'acquisition et de traitement d'images présentant les caractéristiques revendiquées ci-dessous sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Chaîne d'acquisition et de traitement d'image, du type comportant au moins une unité de visualisation et une unité d'éclairage ainsi qu'une unité de traitement et/ou de reconnaissance caractérisée en ce que: - L'unité d'éclairage est équipée d'une source lumineuse à niveau constant ladite source d'éclairage à niveau constant ayant une émission centrée sur une valeur proche de lune des zones d'absorption maximale de l'émission infrarouge solaire par l'atmosphère terrestre. - L'unité de visualisation est équipée d'un capteur CDD ayant une sensibilité maximale aux environs de la même zone d'absorption maximale de l'émission infrarouge solaire par l'atmosphère terrestre que celle choisie pour l'émission maximale de l'unité d'éclairage. - L'unité de traitement et/ou de reconnaissance comporte un algorithme permettant de reproduire certaines fonctionnalités du cerveau humain. 2. Chaîne d'acquisition et de traitement d'images selon revendication 1 caractérisée en ce que la zone d'absorption maximale de l'infrarouge solaire par l'atmosphère terrestre est choisie parmi des valeurs proches des valeurs suivantes: 850 nanomètres, 1,3 micromètres, 1,75 micromètres, 2 micromètres et 2,7 micromètres. 3. Chaîne d'acquisition et de traitement d'images selon revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de traitement et/ou de reconnaissance comporte un certain nombre d'informations mémorisées, les dites informations permettant de prévoir le comportement d'un individu ou d'une population d'individus susceptibles de regarder la ou les images étudiées. 4. Chaîne d'acquisition et de traitement d'images selon revendications 1 et 3, caractérisée en ce que la dite chaîne comporte en outre les moyens d'afficher des informations qualitatives sur certaines zones de l'image. 5. Chaîne d'acquisition et de traitement d'images selon revendication 4 caractérisée en ce que les moyens d'afficher les informations qualitatives sont constitués par un dispositif de pointage utilisant une source lumineuse ou laser. 6. Chaîne d'acquisition et de traitement d'images selon revendication 4 caractérisée en ce que les moyens d'afficher les informations qualitatives sont constitués par une cartographie de l'image faisant ressortir l'attractivité différentielle des zones au moyen de couleurs spécifiques. 7. Chaîne d'acquisition et de traitement d'images selon revendication 1 caractérisée en ce que l'unité de reconnaissance et/ou de traitement comporte au moins un logiciel de reconnaissance des caractères.