Brevet FR2751156A1 — publié le 19980116

L'invention concerne un procédé de traitement d'un signal vidéo représentant une scène encadrée par des zones d'éblouissement et se décomposant en un signal vidéo visible et des signaux de synchronisation. La présente invention concerne le domaine du traitement d'images vidéo. I1 a été constaté que les équipements vidéo existants sont dans l'incapacité totale de restaurer, au moyen d'une caméra équipée d'un capteur vidéo du type CCD, une image suffisamment contrastée si la scène filmée comporte des zones d'éblouissement résultant, par exemple, d'une prise de vue à contre-jour ou de la présence d'un projecteur. De ce fait, de telles caméras, lorsqu'elles sont utilisées pour la surveillance de locaux, parkings ou autres, sont facilement neutralisables car il suffit de les éblouir pour que l'image rendue soit quasiment inexploitable et qu'il soit difficile d'identifier par exemple des personnages occupant la scène filmée. L'on rencontre ce même problème au niveau des caméras utilisées en association avec un microscope. Dans ce cas d'espèce les zones d' éblouissement, sont dues, tout simplement, aux rayons lumineux des moyens d'éclairage équipant le microscope. En fait, les solutions adoptées jusqu'à présent consistent à travailler le signal vidéo au travers de systèmes coûteux de traitement numérisé d'images, sans que le résultat soit pour autant, satisfaisant. Finalement le procédé de traitement conforme à l'invention a pour but de remédier à l'ensemble de ces inconvénients et consiste à réduire les effets des zones d'éblouissement, puis à isoler la scène visionnée pour en amplifier le contraste. Les avantages découlant de la présente invention consistent en ce qu'en neutralisant les zones d'éblouissement et en isolant le signal vidéo visible correspondant à la scène filmée, il est possible d'intervenir, indépendamment, sur ce signal vidéo en vue de l'amplifier dans les limites imposées par les normes CCIR ou EIA. Il convient de préciser, à ce propos, qu'une simple amplification du signal initial, non traité, est rendue impossible en raison de l'amplitude des zones d'éblouissement. A cet effet, l'invention concerne un procédé de traitement d'un signal vidéo représentant une scène encadrée par des zones d'éblouissement, ce signal vidéo se décomposant en un signal vidéo visible et des signaux de synchronisation, caractérisé en ce que - on détecte les zones d'amplitude maximales du signal vidéo pour en réduire l'amplitude - on neutralise les signaux de synchronisation et on leur substitue un signal de niveau constant clampé, sensiblement, à la moitié du niveau de l'amplitude du signal résiduel - on amplifie le signal résiduel - on recrée, sur le signal de niveau constant, des zones de synchronisation destinées à englober les paliers de présynchronisation et les paliers de postsynchronisation - on crée un signal indépendant doté de tops de synchronisation ligne et lton reconstruit un signal vidéo composite en incluant ce signal indépendant muni de ces tops de synchronisation lignes, au signal résiduel amplifié et muni de zones de synchronisation. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre se rapportant à un mode de réalisation qui n'est donné qu'à titre d'exemple indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant au dessin joint en annexe dans lequel - la figure 1 est une représentation graphique du signal vidéo en sortie d'une caméra CCD munie d'un capteur, ce signal représentant une scène encadrée par des zones d'éblouissement et des zones de synchronisation - la figure 2 représente un signal vidéo dont les zones d'amplitude maximale ont été réduites de moitié - la figure 3 correspond à une représentation graphique du signal résiduel hors signaux de synchronisation en lieu et place desquelles apparaît un signal de niveau constant clampé sensiblement à la moitié du niveau de l'amplitude de ce signal résiduel - la figure 4 est une représentation graphique du signal résiduel amplifié - la figure 5 est une représentation similaire à la figure 4, tandis que sur le signal de niveau constant ont été recréées des zones de synchronisation ramenées au niveau du noir et destinées à englober les paliers de présynchronisation et de postsynchronisation - la figure 6 illustre le signal indépendant doté des tops de synchronisation lignes - la figure 7 est une représentation graphique du signal vidéo composite, ctest à dire le signal représenté en figure 5 auquel l'on a intégré les tops de synchronisation lignes. La présente invention concerne un procédé de traitement d'un signal vidéo S issu en provenance d'un capteur CCD d'une caméra vidéo quelconque. Ce signal S se décompose en un signal vidéo visible Sv encadré par des signaux de synchronisation Sy assurant la stabilité verticale et horizontale de l'image. En fait, tel que visible sur cette figure 1, le signal que l'on cherche à traiter en vue d'un rendu d'images meilleur est celui correspondant à une scène B prise à contre-jour et, par conséquent, encadrée par des zones d'éblouissement A. Ainsi, la scène B est représentée, ici, par une échelle de gris d'amplitude réduite, en raison précisément du contre-jour correspondant auxdites zones d'éblouissement A. On notera, à ce propos, que l'éblouissement peut être d'origine naturelle ou artificielle, par exemple dû à des projecteurs ou autres éclairages. Amplifier, dans ces conditions, le signal vidéo S en vue d'augmenter le contraste de la scène B est quasi impossible à réaliser dans la mesure où le contrôle automatique de gains des caméras vidéo est fonction, usuellement, de l'amplitude maximale d'un signal, donc du niveau maximal des blancs correspondant aux zones d'éblouissement A. Or, le fait même que ces zones d'éblouissement A du signal S atteignent l'amplitude maximale tolérée par les normes CCIR ou EIA, empêche toute amplification supplémentaire de ce signal S. Il a donc été imaginé de détecter dans un premier temps les zones d'amplitude maximale du signal S donc, les zones d'éblouissement A, afin de les convertir en signaux C d'amplitude moindre. En pratique on réduit l'amplitude de ces zones d'éblouissement A en appliquant un facteur de réduction approprié. Avantageusement, l'amplitude a de ces zones d'éblouissement A est avantageusement divisée par deux, tel que visible sur la figure 2. Dans un second temps et tel que visible dans la figure 3, lton vient neutraliser les signaux de synchronisation Sy et on leur substitue un signal Sc de niveau constant clampé, sensiblement, à la moitié du niveau de l'amplitude E du signal résiduel Sr. A ce stade du traitement on peut amplifier ce signal résiduel Sr. Puis on vient recréer, sur le signal de niveau constant Sc des zones de synchronisation G destinées à englober les paliers de présynchronisation et les paliers de postsynchronisation. En fait, cets zones de synchronisation G recréées sont ramenées au niveau du noir n. Parallèlement, l'on crée un signal indépendant Si doté des tops de synchronisation lignes H dont l'amplitude J est invariable et, donc, identique aux tops de synchronisation du signal S initial. Finalement, l'on reconstruit le signal vidéo composite Sf en incluant le signal indépendant Si et, donc, ces tops de synchronisation H dans les zones de synchronisation G ménagées au niveau du signal résiduel Sr amplifié. Au cours d'une dernière opération on peut mesurer l'amplitude globale K du signal vidéo composite Sf afin de vérifier si elle correspond à la norme CCIR ou EIA. En fonction du résultat de cette vérification, soit si l'amplitude est trop forte ou trop faible par rapport au niveau souhaité, l'on modifie, en conséquence, le niveau d'amplification du signal résiduel Sr correspondant à l'étape visualisée dans la figure 4. Cette opération est reprise autant de fois que nécessaire. Le procédé de traitement conforme à la présente invention concerne les caméras équipées d'un capteur CCD, quelle que soit leur application. Ainsi, ce procédé peut être mis en oeuvre dans le cadre de caméras utilisées pour la surveillance de locaux ou autres qui sont, sans quoi, facilement neutralisables, dans la mesure où un simple projecteur de puissance suffisante empêche ces caméras de restituer une image suffisamment claire pour être exploitable. L'on remarquera, par ailleurs, qu'un tel procédé présente un intérêt tout particulier pour le traitement d' images en provenance d'un équipement vidéo associé à un microscope. Dans ce cas, en effet, les zones d'éblouissement empêchant l'amplification d'un signal vidéo visible proviennent généralement de l'éclairage du microscope lui-même. Au vu de la description qui précède l'on constate que la présente invention permet à une caméra vidéo, filmant une scène dans des conditions d'éclairage difficile, de rendre une image avec un niveau de contraste quasi idéal. Aussi, il doit être considéré que la présente invention apporte un net progrès dans le domaine technique considéré. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Procédé de traitement d'un signal vidéo (S) représentant une scène (B) encadrée par des zones d'éblouissement (A) et se décomposant en un signal vidéo visible (Sv) et de signaux de synchronisation (Sy), caractérisé par le fait que - on détecte les zones (A) d'amplitude maximale du signal (S) pour en réduire l'amplitude (a) - on neutralise les signaux de synchronisation (Sy) et on leur substitue un signal de niveau constant (Sc) clampé, sensiblement, à la moitié du niveau de l'amplitude (E) du signal résiduel (Sr); - on amplifie ce signal résiduel (Sr) - on recrée, sur le signal de niveau constant (Sc), des zones de synchronisation (G) destinées à englober les paliers de présynchronisation et les paliers de postsynchronisation - on crée un signal indépendant (Si) doté des tops de synchronisation lignes (H) et lton reconstruit le signal vidéo composite (Sf) en incluant le signal indépendant (Si) au signal vidéo résiduel (Sr) amplifié et muni des zones de synchronisation G. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on réduit les zones d'amplitude maximale (A) en apppliquant une facture de réduction appropriée de moitié par rapport à leur amplitude (a) initiale. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on réduit les zones d'amplitude maximale (A) de moitié par rapport à leur amplitude (a) initiale. 4. Procédé de traitement selon la revendication l, caractérisé par le fait que les zones de synchronisation (G) sont récréés sur le signal de niveau constant (Sc) au niveau du noir (n). 5. Après reconstruction du signal vidéo composite (Sf) l'on mesure son amplitude globale (K) afin de vérifier qu'elle correspond à la norme vidéo applicable (CCIR ou PELA) - si cette amplitude (K) du signal vidéo composite (Sf) est plus forte ou plus faible que le niveau souhaité l'on modifie, en conséquence, le niveau d'amplification du signal résiduel (Sr) hors signaux de synchronisation (Sy) - et on répète cette étape autant de fois que nécessaire. 6. Application du procédé de traitement selon les revendications l à 5 à une caméra vidéo de surveillance. 7. Application du procédé de traitement selon les revendications l à 5 à un équipement vidéo d'un microscope.