Brevet FR2825817A1 — publié le 20021213

l'afficheur (24) une image à afficher et les paramètres d'affichage déterminés. 1 2825817 La présente invention a pour objet un procédé de traitement d'images pour l'extraction automatique d'éléments sémantiques. L'invention concerne ainsi un procédé de traitement d'images pour la réalisation automatique du partitionnement d'une image ou d'une pluralité d'éléments ou d'objets dont la forme a un sens à partir de la seule donnée de l'image à analyser. Actuellement, I'augmentation de la quantité des données du type images utilisées dans les applications ou sur les réseaux informatiques pose de très sérieux problèmes d'organisation. Il convient en effet d'être capable de retrouver, si possible rapidement, une image particulière parmi des milliers. Pour ce faire, il est alors nécessaire de décrire le contenu de ces images. Dans le meilleur des cas, I'indexation de ces images est réalisée manuellement. Cette procédure avoue très rapidement ses limites quant à la quantité d'images traitées, voire à la qualité de l'indexation produite. La procébure manuelle est longue et pénible face à un aussi grand nombre d'images. Par ailleurs, ce type d'indexation n'est utilisable efficacement que pour des bases o les indexeurs et les utilisateurs possèdent le même niveau d'expertise. De plus, vu le temps nécessaire à l'élaboration de ces catalogues, il parat illusoire de décrire les images avec suffisamment de précision ou d'objectivité. L'objet de la recherche n'est pas toujours connu pendant le processus d'indexation: des éléments importants de l'image seront donc invariablement négligés. Bien avant que la croissance exponentielle de la quantité d'images véhiculées de manière informatique pose quelques problèmes de stockage, la communauté du traitement des images s'est attachée, avec peu de succès, à extraire les composants d'une image afin de tenter de lui associer un contenu sémantique. 2 2825817 Pour tenter de résoudre le problème consistant à distinguer dans une image l'essentiel de l'inutile, la communauté des experts en traitement des images a développé plusieurs approches. Les études antérieures montrent toutefois que depuis trente ans et jusqu'à présent, malgré de nombreux efforts internationaux, aucune méthode de segmentation d'image ne permet d'obtenir des taux de réussite satisfaisants sur une grande quantité d'images, tels que les besoins le nécessiteraient dans des bases de données images industrielles. On se rend rapidement compte de la limite des méthodes habituellement utilisées. En effet, la majorité des techniques de segmentation d'images ne sont efficaces que pour un nombre restreint d'images o l'on peut très souvent faire ressortir des caractéristiques communes. Elles ont souvent des thèmes similaires ou elles ont des conditions d'acquisition ou de prise de vue qui sont pratiquement identiques ou idéales. Les procédés connus ne permettent pas d'effectuer un découpage aboutissant à la localisation d'un objet de façon automatique. Parmi les méthodes de segmentation connues ne nécessitant pas de connaissances a priori, on distingue deux classes principales. La première classe comprend les méthodes adaptées aux images uniformes. Ces méthodes sont incontestablement les plus anciennes et les plus connues. Le but est de localiser les contours définissant une variation importante de niveaux de gris. La segmentation des images uniformes consiste soit à détecter une variation entre deux régions d'une image, soit à regrouper les pixcls ayant des caractéristiques proches. L'information sur le niveau de gris d'un pixel est une information suffisante pour réaliser cette tâche. La première approche concerne la détection de contours et la seconde fait référence à la croissance de régions. Les méthodes connues de détection de contours sont toutefois généralement très sensibles au bruit ou sont lourdes en temps de calcul et de plus nécessitent souvent une initialisation du contour, c'est-à-dire 3 2825817 une connaissance a priori de la position de l'objet. De telles méthodes ne suffisent donc pas à conférer la fiabilité nécessaire. Les méthodes fondées sur la croissance de régions consistent à fusionner un ensemble de pixels ayant des caractéristiques proches. Elles peuvent se faire à partir de plusieurs niveaux, le plus élémentaire étant le pixel. La première des méthodes est une méthode ascendante d'agrégation de pixels fondée sur un double critère d'homogénéité et de proximité. La seconde est une technique permettant de faire évoluer une partition de l'image en régions en n'intégrant que deux types d'informations: un attribut du pixel traité et la classe des voisins. Le processus est itératif et converge vers une partition de l'image à partir d'une pré- segmentation de celle-ci ou d'un tirage aléatoire. Cette approche peut produire un phénomène de sur-segmentation lorsque les régions sont de taille importante. On conna^t encore des méthodes de segmentation couleur reposant sur l'utilisation d'un modèle de couleur. Ces méthodes effectuent cependant une analyse très locale de l'image, au niveau du pixel, et ne prennent pas en compte les effets de différence de contraste de fond. La seconde classe de méthodes de segmentation connues comprend les méthodes adaptées aux images texturées. On peut décomposer l'ensemble des méthodes adaptées aux images texturées en deux classes disjointes. La première concerne les méthodes Bayésiennes, c'est-à-dire les méthodes utilisant une modé- lisation aléatoire de la texture qui nocessitent normalement une connaissance sur le type de texture que l'on recherche afin de délivrer des résultats corrects, ce qui constitue une limitation. Le second type consiste à extraire des attributs statistiques d'ordre 1, 2 ou 3 puis à utiliser une méthode de classification (méthode d'analyse de donnces, méthode neuronale) et présente une efficacité limitée. 4 2825817 Le résultat d'un exemple de méthode de segmentation classique est illustré sur la Figure 18. De telles méthodes ne permettent pas de donner des résultats acceptables sur des images de nature varice. Ainsi, les méthodes connues ne permettent pas de localiser de manière satisfaisante des formes connues. Soit elles font appel à des connaissances particulières en plus des images, soit, si elles fonctionnent sans connaissance a priori, elles ne peuvent donner une forme proche de celle d'un objet et se contentent de produire des régions indépendantes de la notion d'objet. En particu lier, les méthodes con n ues ne permettent pas d'extra ire de façon acceptable les objets pertinents en vue d'une indexation d'images et ne permettent pas un fonctionnement entièrement automatique ne faisant pas intervenir d'opérateur humain au cours du traitement. La présente invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur et à permettre de réaliser de façon entièrement automatique un traitement d'images de natures différentes, sans connaissance a priori sur la nature de ces images, pour identifier des constituants de ces images constituant des objets dont la forme a un sens sémantique et qui comprennent des régions de pixels non nécessairement homogènes. L'invention vise ainsi à réaliser un procédé de traitement d'images qui permette ensuite soit une indexation automatique des images traitées afin d'obtenir des résultats pertinents de recherche par interrogation des images par le contenu, soit une reconnaissance de formes d'objets, soit encore le suivi de cibles sur des séquences d'images ou dans un montage , vdeo. Ces buts sont atteints, conformément à l'invention grâce à un procédé de traitement d'images pour la réalisation automatique du partitionnement d'une image ou d'une pluralité d'éléments ou d'objets dont la forme a un sens à partir de la seule donnée de l'image à analyser, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: 2825817 a) produire des première, deuxième et troisième images monoplan achromatiques corrélées comportant toute l'information de l'image à analyser mais présentant des caractéristiques chromatiques diffé rentes, à partir de l'image à analyser, b) soumettre les première, deuxième et troisième images à une pluralité d'opérations de segmentation en composants homogènes basés sur des critères différents, c) analyser, pour chacune des première à troisième images traitées, les résultats des différentes opérations de segmentation pour générer en relation avec chacune des première à troisième images traitées des noyaux constitués par des zones à forte certitude d'existence d'objets, d) comparer, pour chacune des première à troisième images traitées, les noyaux résultant des différentes opérations de segmentation et conserver les zones correspondant aux différents noyaux qui sont supérieures à un seuil déterminé comme significatives de la présence d'un objet, e) procéder à la sommation pondérée des première à troisième images précédemment traitées pour obtenir une première image résultat contenant les noyaux des composants homogènes, f) effectuer un coloriage puis une binarisation de la première image résultat pour obtenir une deuxième image résultat contenant des composants homogènes, et g) extraire les objets individualisés de l'image. Avantageusement, le procédé comprend l'étape supplémentaire h) de prod u ire u ne quatrième image dé-corrélée selon le modèle HSV (Teinte Saturation - Valeur), à partir de l'image à analyser; on applique également les étapes b), c) et d) à la quatrième image, et, après l'étape f), on effectue une étape i) de reconstruction d'une image identifiant des 6 2825817 objets individualisés en combinant la deuxième image résultat à la quatrième image précédemment traitée pour obtenir une troisième image résultat et en procédant à un nouveau coloriage de la troisième image résultat, avant d'extraire les objets individualisés de l'image reconstruite. De préférence, on produit les première, deuxième et troisième images monoplan achromatiques corrélées à partir de l'image à analyser divisée selon trois bandes de fréquences de l'espace couleur (RGB) (Rouge, Vert, Bleu). Selon un mode particulier de rénlisation, lors de l'étape b) de segmentation en composants homogènes en utilisant une pluralité de critères différents, on procède i) à une détection des contours, ii) à une détection des caractéristiques de texture via un filtrage équivalent à un banc de filtres passe-haut et passe-bas. Avantageusement, lors de l'étape b) de segmentation en composants homogènes en utilisant une pluralité de critères différents, on procède en outre iii) à une détection chromatique et achromatique. L'étape f) de coloriage consiste, à partir d'un pixel initial, à colorier chacun de ses plus proches voisins d'une couleur semblable si la valeur d'un pixel plus proche voisin est inférieure à une métrique donnée du pixel initial et à réitérer le processus de façon récursive, chacun des pixcis plus proches voisins devenant à son tour un pixel initial. Selon un mode particulier de réalisation, on effectue les étapes b) et c) au moins deux fois en utilisant à chaque fois pour les opérations de segmentation des jeux de paramètres de contrôle d'entrée définis de façon nominale avec des valeurs différentes. Selon une autre caractéristique particulière, au niveau de chaque opération de segmentation, les paramètres de contrôle d'entrce sont modifiés automatiquement à la fin d'un processus de segmentation, si les résultats obtenus ne sont pas significatifs, et dans ce cas le processus de 7 2825817 segmentation est réitéré de façon automatique par un rebouclage avec les nouvelles valeurs modifiées des paramètres de contrôle d'entrée. Selon un mode particulier de réalisation, une opération de segmentation en composants homogènes en procédant à une détection des contours avec un filtre optimal comprend les étapes suivantes: - conversion en un seul plan de luminance de l'espace RGB initial de l'image à traiter, - rénlisation d'une moyenne afin d'éliminer le bruit lié à l'acquisition, - calcul de gradients horizontaux et de gradients verticaux, - sommation des deux images des gradients afin d'obtenir une seule image, - recherche du minimum et du maximum dans l'image obtenue afin de déterminer les valeurs haut et bas de seuillage, - seuillage par hystérésis par rapport aux valeurs haut et bas de seuillage précédemment déterminées, - élimination des bords, - binarisation, - ouverture morphologique suivie de multiples fermetures morpho- logiques elles-mêmes su ivies de multi ples ouvertu res morpholog iqu es, - remplissage de trous pour basculer le résultat obtenu des contours en un résultat disponible sous forme de régions. Selon un autre mode particulier de réalisation, une opération de segmentation en composants homogènes en procéJant à une détection des caractéristiques de texture via un filtrage équivalent à un banc de filtres passe-haut et passe-bas comprend un processus de transformation en ondelettes qui est opéré d'une part sur des lignes puis sur des colonnes de l'image avec à chaque fois un filtre passe-bas, caractérisé par la formule y(i) = 0,5 * x(i) + 0,5 y(i-1) et un filtre passe-haut caractérisé par la formule 8 2825817 y(i) = O,5 * x(i) - O,5 y(i-1), chaque élément (i, j) de la matrice 3D d'attributs résultant de la décomposition étant un vecteur caractérisant la distribution des valeurs des pixcis au voisinage du point (i, j). Après chaque opération de filtrage par un filtre passe-haut et un filtre passe-bas, on procède à une division par 2" du nombre d'images obtenues de manière à diminuer le nombre de données à traiter, le nombre entier n étant d'autant plus grand que la résolution et la taille de l'image à traiter sont élevées. Le processus de transformation en ondelettes est réitéré plusieurs fois sur n étages et, après une phase de lissage, on réduit en profondeur la taille de la matrice 3D d'attributs obtenue en ne retenant que le nombre d'images [2n + (n-1)] contenant le plus de détails. De préférence, on effectue en outre un processus de recherche de la meilleure partition de la matrice d'attributs au sens de la maximisation de l'énergie. Selon encore un autre mode particulier de réalisation, une opération de segmentation en composants homogènes en procédant à une détection chromatique et achromatique comprend une étape de conversion de l'image vers le modèle HSV (Teinte-Saturation-Valeur), une étape de propagation achromatique pour éliminer l'arrière-plan, une étape d'ouverture effectuée lors d'une première itération pour éliminer le bruit et reconnecter les régions et, dans le cas d'une non-convergence en fin de cette première itération, une étape de fermeture effectuée lors d'une deuxième itération. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue schématique montrant une première étape du procédé selon l'invention effectuant un pré-découpage sur une image initiale pour obtenir une pluralité d'images intermédiaires, 9 2825817 -la Figure 2 est une vue schématique montrant une deuxième étape du procédé selon l'invention effectuant un découpage sur l'une des images intermédiaires selon trois procédés de segmentation différents, - la Figure 3 est un organigramme montrant un premier exemple de méthode de segmentation appliquse aux images intermédiaires de la Figure 1, - la Figure 4 est un organigramme montrant un deuxième exemple de méthode de segmentation appliquée aux images intermédiaires de la Figure 1, - la Figure 5 est un organigramme montrant un troisième exemple de méthode de segmentation appliquée aux images intermédiaires de la Figure 1, - la Figure 6 est une vue schématique montrant l'application de la deuxième étape du procédé selon l'invention effectuant un découpage sur I'ensemble des images intermédiaires selon trois procédés de segmen tation différents et deux passes successives mettant en _uvre des paramètres prédéfinis différents pour les opérations de segmentation, - la Figure 7 est une vue schématique montrant la mise en _uvre d'une troisième étape du procédé selon l'invention avec formation de noyaux, - la Figure 8 est une vue schématique d'un processus de cartographie effectué sur une image intermédiaire dé-corrélée, -la Figure 9 est une vue schématique d'un processus de cartographie effectué sur des images intermédiaires décorrélées, - la Figure 10 est une vue schématique d'ensemble d'une étape de reconstruction d'une image à partir de l'image initiale et des images corrélées et de l'image dé-corrélée obtenues à l'issue du processus de cartographie, - la Figure 11 est une vue schématique montrant une étape de sommation pondérée d'images corrélées, de seuillage et de coloriage, 2825817 - la Figure 12 est une vue schématique montrant une étape de binarisation à partir d'une image obtenue à l'étape de la Figure 11, -la Figure 13 est une vue schématique montrant une étape de reconstruction d'une image à partir d'une image dé-corrélée obtenue à I'issue du processus de cartographie, - la Figure 14 est une vue schématique d'une étape finale d'étiquetage, - la Figure 15 montre un exemple de transformation d'une image initiale en images finales conformément à l'invention, - la Figure 16 est un exemple d'image finale obtenue ma n u e l l e me nt, - la Figure 17 est un exemple d'image finale obtenue automa- tiquement selon l'invention, et - la Figure 18 est un exemple d'image résultant d'une méthode de segmentation classique. La Figure 1 montre une image d'entrée 10 à traiter, qui peut être une image couleur, mais pourrait également être une image en noir et blanc, et dont on ne conna^'t pas a priori le sujet. Le procédé selon l'invention permet de mettre clairement en évidence, de façon entièrement automatique, la localisation d'éléments de forme sémantique, c'est-à-dire de zones détectées, ayant une signification sémantique non formulée, non nommée, correspondant à un objet de forme identifiable, pouvant être réel ou symbolique. Selon l'invention, le traitement d'images consistant en un découpage de l'image en objet dont la forme a un sens s'effectue essentiellement en trois étapes. L'image est d'abord traitée simultanément par plusieurs processus de découpage, puis les résultats obtenus sont analysés pour générer les zones, appelées noyaux, à forte certitude d'existence d'objets et enfin ces noyaux sont utilisés, lors de la troisième étape, pour délimiter les objets présents dans l'image. 11 2825817 En fait, I'image à traiter 10 subit d'abord un traitement préalable ou pré-découpage 110 (Figure 1). Afin de pouvoir localiser avec fiabilité les zones dignes d'intérêt, I'information de l'image initiale 10 est utilisée plusieurs fois, de manière à renforcer la certitude des régions o un objet est présent. A titre d'exemple préférentiel, en utilisant le modèle de couleurs RGB (rouge, vert bleu), lors de l'étape de prédécoupage 110 on produit, selon le module 111, des première, deuxième et troisième images 11, 12, 13 monoplan achromatiques corrélées à partir de l'image à analyser divisée selon trois bandes de fréquences de l'espace couleur RGB. Sur la Figure 1, on peut remarquer la très forte similitude entre les différentes bandes de l'image. L'objectif de l'utilisation de la redondance de ces images corrélées 11 à 13 est bien d'obtenir un résultat final proche. De ce fait, à l'issue du processus de découpage de ces différentes bandes, les informations de localisation d'un objet vont avoir tendance à renforcer la certitude de la présence de cet objet dans l'image initiale. Cette triple vision, combinée à des analyses très différentes du contenu des images, offre une palette quasi exhaustive des caracté ristiques de présence des objets contenus dans les images. Parallèlement à la séparation de l'image initiale 10 en trois bandes, il est aussi possible d'utiliser, lors de l'étape de prédécoupage 110, dans un module 112, un module de couleur dé-corrélé qui permet de mieux mettre en évidence les caractéristiques de teinte de l'image dans une image intermédiaire supplémentaire 14. L'uniformité en terme de teinte, de contraste ou de luminosité est un élément pertinent pour le processus de découpage d'un objet. Or, ces informations de teinte, de contraste ou de luminosité n'existent pas dans le modèle RGB (rouge, vert, bleu). Parmi les modèles de couleurs existants pouvant convenir, un modèle chromatique s'avère préférable à un modèle colorimétrique coûteux en terme de calcul et nécessitant des connaissances a priori sur l'image dont on ne dispose pas. On utilise ainsi 12 2825817 avantageusement le modèle HSV (Hue-Saturation-Value ou Teinte SaturationValeur). En sortie des modules 111, 112 de l'étape de prédécoupage 110, on obtient des première à quatrième images intermédiaires 11 à 14, à savoir trois images monoplan 11 à 13 et une image couleur 14 composée de trois plans, sur lesquelles va s'opérer la suite du traitement. Comme on peut le voir sur la Figure 2, on applique à chaque image intermédiaire telle que l'image 14, des méthodes 120, 130, 140 de découpage ou segmentation en composants homogènes basées chacune sur des critères différents et délivrant un fichier de sortie indiquant les coordonnées cartésiennes des bo'^tes englobantes tout en conservant l'image du masque binaire de la segmentation. Afin de couvrir une large gamme d'images, on peut utiliser chacun de ces processus de découpage 120, 130, 140 avec deux jeux de paramètres de contrôle d'entrée déterminés de façon nominale, de sorte que l'on applique les images 11 à 14 à six processus de traitement 120, ', 130, 130', 140, 140' qui, dans l'exemple considéré, sont basés sur trois critères différents (Figure 6). A l'issue des processus de découpage qui utilisent deux jeux de paramètres, on obtient ainsi six images 24, 34, 44, 54, 64, 74 issues de l'image 14 auxquelles il faut rejouter dix-huit images provenant de la séparation en trois bandes 11, 12, 13 de l'image initiale 10 passée dans les processus de découpage toujours avec deux jeux de paramètres. Ces paramètres peuvent être foncièrement dissemblables en fonction de la convergence des algorithmes. Au total, dans l'exemple considéré, ce sont vingt-quatre images comportant des régions potentiellement candidates à la présence d'un objet qui sont créées. Ces images sont référencées 21 à 24,31 à34,41 à44,51 à54,61 à64et71 à74surlaFigure6. On décrira maintenant en référence aux Figures 3 à 5, trois exemples particuliers de méthodes complémentaires de découpage des 13 2825817 images intermédiaires 11 à 14, qui permettent de délivrer une carto graphie complète représentative de l'image initiale 10. Les processus de découpage sont conçus de manière à sur découper dans le pire des cas, une étape suivante d'arbitrage permettant d'éliminer des zones entachées d'erreur. Les trois procédés de découpage présentés cidessus prennent en compte respectivement la texture, les contours et la couleur. Le but du procédé de découpage 120 basé sur la texture est de découper l'image en plusieurs régions o chacune possède une apparence homogène en ayant des propriétés statistiques et visuelles d ifférentes. Un exemple de méthode de découpage 120 de ce type basée sur des filtrages spatio-temporels est illustré sur la Figure 3. Le module de segmentation 120 assure la détection des caractéristiques de texture via un filtrage équivalent à un banc de filtres passe-haut et passe-bas à partir de l'image intermédiaire 11, 12, 13 ou 14 que l'on cherche à segmenter. Le module 120 délivre en sortie un masque binaire et un fichier texte contenant les coordonnces cartésiennes des bo^tes englobantes des objets localisés dans l'image. La transformée en ondelettes 121 permet d'obtenir des informations uniques relativement au domaine fréquentiel de l'image. La transformée en ondelettes permet une bonne localisation dans le domaine spatial et fréquentiel, en particulier dans le domaine des textures et s'avère plus performante que les méthodes utilisant les matrices de cooccurence ou la transformée de Fourier. Une méthode optimisée assurant l'extraction et la caractérisation des constituants des images présente les caractéristiques suivantes: Une transformoe en ondelettes est de préférence de type récursive et présente des filtres passe-bas et passe-haut de prétérence de taille 5, bien que des tailles voisines, par exemple de 4 ou 6, puissent également être envisagées. 1a 232581 7 Un filtre linéaire passe-bas de taille 5 est caractérisé par des indices aO et a5 et b à b4 de la façon suivante: y(i) = a5 * x (i-5) + a4 * x (i-4) + a3 * x(i-3) + a2 * x(i-2) + a * x(i-1) + aO * x(i) + b4 * y (i-4) + b3 * y (i-3) + b2 * y(i-2) + b * y(i-1) Un filtre linéaire passe-haut de taille 5 est pour sa part caractérisé par des indices cO à C5 et d à d4 de la façon suivante: y(i) = cs * x (i-5) + c4 * x (i-4) + c3 * x(i-3) + c2 * x(i-2) + c * x(i-1) + cO * x(i) + d4 * y (i-4) + d3 * y (i-3) + d2 * y(i-2) + d * y(i-1). De bons résultats sont obtenus en choisissant par exemple a0 = O,5, b = 0, 5, C0 = 0,5, d = - 0,5 et tous les autres coefficients à zéro. Le résultat de cette décomposition par les filtres passe-bas et passe-haut est une matrice 3D d'attributs, chaque élément (i,j) de la matrice étant un vecteur caractérisant la distribution des valeurs des pixcis au voisinage du point (i,j). Le processus de transformation en ondelettes avec filtre passe-bas et filtre passe-haut est opéré d'une part sur des lignes puis sur des colonnes de l'image. Le processus de transformation peut être réitéré plusieurs fois sur n étages, par exemple deux ou trois étages. Après une phase de lissage, on peut réduire en profondeur la taille de la matrice d'attributs en ne retenant que le nombre d'images [2n+(n-1)] contenant le plus de détails, n étant le nombre d'étages. Lors de la réduction du nombre d'images (par exemple pour ne garder que huit images sur soixante-quatre images dans le cas o n = 3), on peut conserver une première image résultant de l'application du filtre passebas dans les deux directions, éliminer une image résultant de l'application du filtre passe-haut dans les deux directions, et procéder à 232581 7 des comparaisons successives sur les images restantes en opérant le cas échéant des fusions pour obtenir les autres (2n + n - 2) images à retenir. On peut également utiliser une méthode basoe sur une analyse en composantes principales de la matrice d'attributs. Pour rébuire la fluctuation entre des vecteurs d'attributs des pixels de la même texture, on effectue un processus de recherche de la meilleure partition, au sens d'un critère donné, par exemple la maximisation de l'énergie, de la matrice d'attributs aboutissant à une image de région oles pixcis d'une même région ayant des attributs similaires ont une même étiquette. Pour ce faire, on peut utiliser un algorithme de type c-means. Cette technique, connue aussi sous le nom de "clustering" consiste à regrouper dans des classes identiques les pixels ou des groupes de pixels dont les caractéristiques tendent à former des grappes dans l'espace des paramètres. Le résultat de cette répartition à l'aide d'un classificateur 122 est une image labellisée o les pixels d'une même zone homogène ont la même étiquette. Cette image est traitée pour identifier les objets et leur bo^te englobante. Ainsi, un étiquetage des différentes régions est effectué localisant la position éventuelle des différents objets représentés par leur forme respective. La forme peut être représentée par une bo'^te englobante délimitant l'extension spatiale de l'objet et une image du masque binaire est conservée car elle seule permet une précision suffisamment grande pour localiser l'objet en minimisant l'ambiguté des contours. Ce masque binaire sera utilisé plus tard par un autre module. Finalement, il faut noter que les différentes parties de cet algoritUme sont optimisées pour le fonctionnement sur machines parallèles. Les résultats du traitement de découpage au sein des modules 121, 122 incluant des étapes de décomposition de l'image en quatre images de bandes de fréquence, de normalisation, de fusion, de 16 2825817 classification et d'étiquetage sont évalués dans l'étape de validation 123. Si les résultats n'apparaissent pas satisfaisants, les paramètres du module 121 sont modifiés (ligne 124) et l'image intermédiaire telle que l'image 14 est segmentée à nouveau par le même processus, mais avec des paramètres modifiés. La modification des paramètres peut s'opérer plusieurs fois jusqu'à ce que le processus de découpage ait convergé vers une solution plausible. On obtient en sortie du module 120 un masque binaire 125 et une bo^te englobante 126. La Figure 4 montre la mise en _uvre d'un module de repré sentation 130 assurant une détection des contours de l'image intermédiaire telle que l'image 14 à l'aide d'un filtre optimal 131. Le module 130 permet de fournir une information relative aux brusques transitions des valeurs des pixels indiquant la manifestation de la présence d'une frontière d'un objet. On notera que le procédé de segmentation par détection des contours avec un filtre optimal 131 est mis en ceuvre d'une façon particulière, sans fermeture des contours dans la partie finale du processus. Pour éviter de laisser des contours ouverts qui ne permettent pas de statuer sur la forme de l'objet, le résultat obtenu des contours est transformé en un résultat disponible sous forme de régions en utilisant une étape 132 impliquant par exemple un remplissage de trous. L'étape 132 est suivie d'une étape de localisation de la position des différents objets candidats, c'est-à-dire d'identification d'objets. Cette étape de localisation peut être fondée sur un algorithme d'étiquetage. Une étape de validation 133 peut comprendre une condition finale de validation qui conduit à un achèvement du traitement si par exemple le nombre d'objets identifiés est supérieur ou égal à un. On obtient alors en sortie un masque binaire 135 et une bo'^te englobante 136. Si au contraire à l'étape de validation 133 le critère d'arrét n'est pas atteint, c'est-à-dire s'il n'a pas été identifié d'objet, alors on procède à une modification des 17 2825817 paramètres de contrôle d'entrée par la ligne 134 et le processus de segmentation avec détection des contours de l'image est réitéré avec les paramètres modifiés. A titre d'exemple de modification de paramètre, on peut réduire la valeur de la distance euclidienne minimale de regroupement des zones. De façon plus particulière, I'ensemble du filtre optimal 131 et de l'étape 132 de remplissage de trous peut comprendre les étapes suivantes: - conversion en un seul plan de luminance de l'espace RGB initial de I'image à traiter, - convolution à l'aide d'un filtre moyenneur de débruitage, - convolution Prewitt de détection des contours horizontaux et verticaux (calcul de gradients horizontaux et de gradients verticaux), - sommation des deux images des gradients afin d'obtenir une seule image, - recherche du maximum et du minimum dans l'image des gradients, afin de déterminer des valeurs haut et bas de seuillage, - seuillage par hystérésis (par exemple mini = 3 * moyenne et maxi = 4 * moyenne), élimination des bords, - binarisation, - ouverture morphologique suivie de multiples fermetures morpho logiques, elles-mêmes suivies de multiples ouvertures morphologiques, - remplissage de trous pour transformer le résultat obtenu des contours en un résultat disponible sous forme de régions, - étiquetage. La Figure 5 illustre un module 140 de segmentation en composants homogènes, basé sur une détection chromatique et automatique, qui est utile dans le cas d'images initiales 10 en couleur, pour définir des régions homogènes de couleur. 18 2825817 L'image intermédiaire à segmenter, telle que l'image 14, est convertie, à l'étape 141, dans un espace chromatique pertinent, par exemple selon le modèle HSV (Teinte-Saturation-Valeur). Dans une étape 142, les zones respectivement pixels connexes chromatiques et achromatiques similaires, en prenant comme critère de ressemblance la métrique euclidienne, sont regroupées au sein d'une même région respectivement zone. Grâce à ce mécanisme de regroupement en zones homogènes, les variations réduites de la teinte n'affectent pas le processus de numérotation d'une région. En revanche, tout changement significatif de la teinte ou de la saturation en fonction d'un certain degré de luminance reflète un passage vers un autre type de région. Le procédé comprend ensuite une étape 143 de localisation de la position des différents objets candidats (étape d'identification d'objets) . Cette étape de localisation peut être fondée sur un algorithme d'étiquetage. Le traitement est achevé par une étape de validation 144. Si la condition finale de validation est remplie, par exemple si le nombre d'objets identifiés est supérieur ou égal à un, à l'étape 146 I'image du masque binaire est sauvegardée et à l'étape 147 on procède à l'écriture du fichier de botes englobantes. Si la condition finale de validation n'est pas remplie, on procède (ligne 145) à une modification des paramètres de contrôle d'entrée du procédé de segmentation. Par exemple, la valeur de la distance euclidienne minimale de regroupement des zones est réduite et l'algorithme est relancé avec cette nouvelle valeur. Dans un exemple particulier de réalisation du module de segmentation 140 de la Figure 5, on peut ainsi avoir les étapes suivantes: - chargement de l'image intermédiaire telle que l'image 14, - coloriage pour élimination du fond, - effacement des zones non nulles connexes aux bords, 19 2825817 - opérations morphologiques: ouverture ou fermeture suivant le nombre d'itérations, par exemple à la première itération, on effectue une ouverture afin d'éliminer le bruit et de reconnecter les régions, et dans le cas d'une non-convergence en fin de cette première itération, on utilise une fermeture pour la seconde itération, - étiquetage, - création d'une bote englobante pour chaque objet trouvé. Les opérations de découpage effectuées lors des étapes de segmentation 120, 130, 140, et éventuellement réitérées avec des paramètres de contrôle d'entrée différents lors des étapes l 20', 130', 140', sont des opérations qui consistent à trouver des zones homogènes (au sens d'un processus de découpage donné) dans une image. Ceci est utile pour des besoins de différenciation ou de reconnaissance. Par exemple, on peut vouloi r séparer le ciel des arbres da ns une photograph ie de paysage. Pour une même image, les différentes techniques utilisées ne donnent pas nécessairement le même découpage et, de plus, un certain nombre de techniques ont des comportements différents en fonction de leurs paramètres de sorte qu'une même technique avec des paramètres légèrement différents donne des découpages finals très hétérogènes. Dans le procédé selon l'invention, on confronte les résultats de plusieurs processus de découpage pour faire un nouveau découpage qui utilise les informations de tous les autres. Cette étape supplémentaire forme un consensus des différents découpages et met en avant I'information pour laquelle tous (ou presque tous) les traitements sont d'accord en éliminant les informations contradictoires. Ce processus de coopération des résultats se fait en deux étapes. Une étape d'arbitrage des résultats (Figures 7 à 9) et une étape de reconstruction (Figures 10 à 13). Après l'étape de la Figure 6, pour une même image, on a plusieurs découpages. Si on envisage tous les cas possibles, on peut avoir des 2825817 découpages à deux zones (un objet et le fond), à trois zones (deux objets et le fond), etc. On doit donc prévoir un traitement valable quel que soit le nombre de régions. De plus, le nombre de zones est un paramètre qui peut varier d'une découpe à une autre: un processus de découpage aura détecté trois éléments alors qu'un autre en aura détecté sept, par exemple. Il est intéressant de noter qu'à ce stade, on n'est plus dépendant de l'image de départ 10 et on ne travaille que sur les découpes (images 21 à 24, 31 à 34, 41 à 44, 51 à 54, 61 à 64 et 71 à 74). On a un découpage en zones comme on peut l'avoir dans des tableaux que l'on fait en plaçant une couleur différente dans chaque zone, en fonction du numéro de la région o on va peindre. Le principe de l'intégration est d'associer des régions entre les différents découpages (entre découpe et non pas dans une même découpe). On va ainsi construire une nouvelle découpe contenant l'information de toutes les découpes du départ. On cherche bien à trouver un consensus entre les différentes découpes et en aucun cas une discrimination des mauvais découpages pour ne garder que l'unique bon. Si l'on prend comme exemple une image comprenant deux types de zones, le fond et l'objet, cette image va donner naissance à une région par processus de découpage, ces régions ayant des surfaces différentes. L'ensemble de ces régions a à peu près le même centre de gravité correspondant plus ou moins au centre de l'objet. On a des découpes binaires (fond ou objet). Mettre en correspondance les résultats de telles découpes est simple car on n'a qu'une seule possibilité. On superpose simplement la zone représentative de l'objet des différentes découpes. Ceci permet de déterminer le noyau (zone commune à toutes les différentes découpes) puis on décide simplement à partir de quel nombre on estime que l'on conserve le noyau. Ce nombre peut être fixé à 80% par exemple. Cela veut dire que pour dix processus de découpage, huit 21 2825817 devront être superposables pour que l'on garde le noyau. Par exemple, on peut considérer que tous les processus de découpage possèdent un taux (probabilité entre 0 et 1) de réussite identique. Mais on peut aussi utiliser un taux de réussite associé à la qualité du processus de découpage utilisé (sommation pondérce). On généralise le principe précédent à un nombre N de zones, en effectuant une sommation de tous les taux de réussite des processus de découpage. L'emplacement et la taille des régions varient bien évidemment en fonction de la méthode de découpage, mais le nombre de régions peut également varier d'une découpe à une autre. Une fois que la mise en correspondance a été effectuée, on dispose d'un ensemble de N régions que l'on appelle des noyaux. La zone à l'intersection de toutes les régions (non vides) est un ensemble de pixels qui a de très fortes chances d'appartenir à l'objet (théorème des probabilités d'événement indépendants). Le cas pour lequel aucun noyau de taille suffisamment grande (par rapport à la taille de l'image) n'est trouvé, c'est-à-dire qu'il n'existe pas de points communs à toutes les découpes, ne doit pas se présenter car le principe de convergence des processus de découpage (boucles 124, 134, 145 des Figures 3 à 5) aboutit à l'existence d'au moins un objet. On a représenté sur la Figure 7, à titre d'exemple, les masques binaires des images 34, 64; 44, 74; 24, 54 obtenues à partir d'une image intermédiaire 14 après traitement de segmentation dans les étapes 130, ',140,140',120, 120' respectivement de la Figure 6. Les images 34, 64, issues du même processus de découpage 130 mais avec des paramètres de contrôle d'entrée différents, sont combinées pour donner une image 94. De la même façon, les images 44, 74 issues du même processus de découpage 140, mais avec des paramètres de contrôle d'entrée différents, sont combinées pour donner une image 104. 22 2825817 Les images 24, 54 issues du même processus de découpage 120, mais avec des paramètres de contrôle d'entrée différents, sont combinces pour donner une image 84. Les images 94, 104, 84 sont elles-mêmes combinées pour former une image 114 dans laquelle les zones grisées identifient les noyaux principaux. La Figure 8 résume le processus décrit ci-dessus et montre l'image 114 obtenue par l'opération de cartographie 150 impliquant les étapes d'analyse des images des masques binaires 34, 64, 44, 74, 24, 54 résultant des différentes opérations de segmentation effectuées sur l'image intermédiaire 14 dé-corrélée comprenant trois plans. La Figure 9 montre le processus de cartographie similaire effectué sur chacune des découpes ou images des masques binaires résultant de différentes opérations de segmentation effectuées sur les images intermédiaires 11 à 13 monoplan corrélées. Ainsi, les images des masques binaires 21, 51 31, 61 issues des étapes de découpage 120, 120', 130, 130' conduisent, par l'étape de cartographie 150, à une image résultat 111 selon un processus analogue à celui décrit pour l'obtention de l'image résultat 114 de la Figure 8. De façon similaire, les images des masques binaires 22, 52; 32, 62 issues des étapes de découpage 120, 120', 130, 130' conduisent, par l'étape de cartographie 150, à une image résultat 112 et les images des masques binaires 23, 53, 33, 63 issues des étapes de découpage 120, ', 130, 130' conduisent, par l'étape de cartographie 150, à une image résultat 113. Les quatre images résultats 111 à 114 sont alors binarisées pour valider les intersections de régions redondantes constituant les noyaux. De façon plus particul ière, le processus de cartogra ph ie ill ustré su r les Figures 7 à 9 et correspondant à l'étape d'arbitrage des résultats comprend les étapes suivantes, à partir de tous les masques binaires 23 2825817 * issus des procédures de découpage effectuées sur une image à traiter et correspondant à chacune des images intermédiaires 11 à 14: - affectation des plans des masques binaires en fonction du taux de réussite associé, constitution des noyaux (surfaces de forte certitude) par sommation, création des noyaux par seuillage, - étiquetage, - écriture d'un fichier texte contenant les coordonnées cartésiennes des bo^tes englobantes des objets localisés dans l'image, - sauvegarde de l'image du masque binaire résultant. Les images résultantes 111 à 114 issues de l'étape d'arbitrage 150 fournissent une représentation abstraite des noyaux des objets. On va maintenant décrire, en référence aux Figures 10 à 14, I'étape de reconstruction qui consiste, dans son essence, à utiliser les connaissances primaires abstraites des différents noyaux identifiés et l'image couleur initiale, pour reconstruire le ou les objets contenus dans l'image. On aboutit à la localisation finale des objets en propageant les i nformations m in imales, de forte certitude (noyau), à l'i mage in itiale. Après cette étape, les objets sont reconstitués dans leurs couleurs et leurs positions d'origine tout en étant isolés, et la reconstruction est achevée. L'étape de reconstruction 160 se décompose elle-même en deux phases 161, 162. Une première phase 161 traite les images corrélées 111 à 113 puis la seconde phase 162 effectue une reconstruction à la fois à partir des résultats de la première phase et en fonction de l'image dé corrélée 114. Un exemple de représentation de cette reconstruction est illustré sur les Figures 10 à 13. Les images résultats 111 à 113 des cartographies des plans corrélés sont, au sein de la première phase de traitement 161, soumises à une opération 163 de sommation pondérée pour fournir une image résultat 1 15 sur laquelle il est effectué, dans une étape 164, un coloriage pour fournir une image l 16 (Figure 11) elle-même soumise à une 24 2825817 opération de binarisation 165 pour fournir une image RGB reconstruite 117 qui constitue une image binaire. L'opération de coloriage consiste à remplir une surface par sa couleur intrinsèque, qui est une couleur unique représentative, par exemple sa moyenne. A partir d'un pixel initial et pour chacun de ses plus proches voisins, on colorie ces derniers si leur valeur est inférieure à une métrique donnée, par exemple euclidienne, du pixel initial. L'opération est récursive et à son tour chacun des plus proches voisins devient ensuite un pixel initial. On notera que l'étape 164 inclut la détermination de noyaux (surfaces de forte certitude) par seuillage et un coloriage avec la distance de seuil en partant de noyaux. Si au cours d'une opération d'étiquetage, I'image obtenue est considérée comme non valide, cette étape 164 peut être réitérée avec une distance de seuil réduite. Avant la deuxième phase 162 de l'étape de reconstruction 160, on dispose d'une image RGB reconstruite 117 et d'une image 114 de la cartographie de l'image dé-corrélée 14. Dans la deuxième phase 162, un traitement de reconstruction est effectué de la même manière que décrit précédemment en référence aux images 111 à 113. Ainsi, dans la deuxième phase 162, il est effectué une sommation des images 117 et 114, suivie d'une propagation des couleurs comme indiqué dans l'étape 164 de la Figure 11. L'image obtenue est binarisée, comme indiqué dans l'étape 165 de la Figure 12, pour fournir une image reconstruite binarisée 118 qui est alors soumise à un processus d'étiquetage final 170 pour fournir un masque binaire des objets identifiés avec leurs coordonnées cartésiennes. La Figure 15 montre un exemple d'image initiale 10 comportant deux objets principaux significatifs, à savoir un chien et une feuille d'arbre, et les images finales d'objets individualisés identifiés automatiquement par le procédé selon l'invention, à savoir d'une part l'image 119 d'un chien et d'autre part l'image 120 d'une feuille d'arbre. 2825817 La Figure 16 représente un exemple 16 de processes manuel de découpe d'objets applique à l'image initiale 10 tandis que la Figure 17 représente l'image binaire résultant automatiquement du procédé selon l'invention à partir de la même image initiale 10. La Figure 18 montre un exemple d'image 18 segmentée de façon classique en régions à partir de l'image initiale 10, mais ne permettant pas de repérer de façon autonome chaque objet de l'image. 26 2825817 REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'images pour la réalisation automatique du partitionnement d'une image ou d'une pluralité d'éléments ou d'objets dont la forme a un sens à partir de la seule donnée de l'image à analyser, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) produire des première, deuxième et troisième images monoplan achromatiques corrélées comportant toute l'information de l'image à analyser mais présentant des caractéristiques chromatiques diffé rentes, à partir de l'image à analyser, b) soumettre les première, deuxième et troisième images à une pluralité d'opérations de segmentation en composants homogènes basés sur des critères différents, c) analyser, pour chacune des première à troisième images traitées, les résultats des différentes opérations de segmentation pour générer en relation avec chacune des première à troisième images traitées des noyaux constitués par des zones à forte certitude d'existence d'objets, d) comparer, pour chacune des première à troisième images traitées, les noyaux résultant des différentes opérations de segmentation et conserver les zones correspondant aux différents ncyaux qui sont supérieures à un seuil déterminé comme significatives de la présence d'un objet, e) procéder à la sommation pondérée des première à troisième images précédemment traitées pour obtenir une première image résultat contenant les noyaux des composants homogènes, f) effectuer un coloriage puis une binarisation de la première image résultat pour obtenir une deuxième image résultat contenant des composants homogènes, et g) extraire les objets individualisés de l'image. 27 232581 7 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire h) de produire une quatrième image dé- corrélée selon le modèle HSV (Teinte - Saturation - Valeur), à partir de I'image à analyser, en ce que l'on applique également les étapes b), c) et d) à la quatrième image, et en ce que, après l'étape f), on effectue une étape i) de reconstruction d'une image identifiant des objets individualisés en combinant la deuxième image résultat à la quatrième image précédemment traitée pour obtenir une troisième image résultat et en procédant à un nouveau coloriage de la troisième image résultat, avant d'extraire les objets individualisés de l'image reconstruite. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'on produit les première, deuxième et troisième images monoplan achromatiques corrélées à partir de l'image à analyser divisée selon trois bandes de fréquences de l'espace couleur (RGB) (Rouge, Vert, Bleu). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lors de l'étape b) de segmentation en composants homogènes en utilisant une pluralité de critères différents, on procède i) à une détection des contours, ii) à une détection des caractéristiques de texture via un filtrage équivalent à un banc de filtres passe-haut et passe-bas. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lors de l'étape b) de segmentation en composants homogènes en utilisant une pluralité de critères différents, on procède en outre iii) à une détection chromatique et achromatique. 28 232581 7 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'étape f) de coloriage consiste, à partir d'un pixel initial, à colorier chacun de ses plus proches voisins d'une couleur semblable si la valeur d'un pixel plus proche voisin est inférieure à une métrique donnée du pixel initial et à réitérer le processus de façon récursive, chacun des pixels plus proches voisins devenant à son tour un pixel initial. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on effectue les étapes b) et c) au moins deux fois en utilisant à chaque fois pour les opérations de segmentation des jeux de paramètres de contrôle d'entrée définis de façon nominale avec des valeurs différentes. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, au niveau de chaque opération de segmentation, les paramètres de contrôle d'entrée sont modifiés automatiquement à la fin d'un processus de segmentation, si les résultats obtenus ne sont pas significatifs, et dans ce cas le processus de segmentation est réitéré de façon automatique par un rebouclage avec les nouvelles valeurs modifices des paramètres de contrôle d'entrce. 9. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une opération de segmentation en composants homogènes en procédant à une détection des contours avec un filtre optimal comprend les étapes suivantes: conversion en un seul plan de luminance de l'espace RGB initial de l'image à traiter, - rénlisation d'une moyenne afin d'éliminer le bruit lié à l'acquisition, - calcul de gradients horizontaux et de gradients verticaux, 29 232581 7 - sommation des deux images des gradients afin d'obtenir une seule image, - recherche du minimum et du maximum dans l'image obtenue afin de déterminer les valeurs haut et bas de seuillage, - seuillage par hystérésis par rapport aux valeurs haut et bas de seuillage précédemment déterminées, - élimination des bords, - binarisation, - ouverture morphologique suivie de multiples fermetures morpho logiques elles-mémes suivies de multiples ouvertures morphologiques, - remplissage de trous pour basculer le résultat obtenu des contours en un résultat disponible sous forme de régions. 10. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une opération de segmentation en composants homogènes en procédant à une détection des caractéristiques de texture via un filtrage équivalent à un banc de filtres passe-haut et passe-bas comprend un processus de transformation en ondelettes qui est opéré d'une part sur des lignes puis sur des colonnes de l'image avec à chaque fois un filtre passe-bas, caractérisé par la formule Y(i) = 0,5 * x(i) + 0,5 y(i-1) et un filtre passe-haut caractérisé par la formule Y(i) = 0,5 * x(i) - 0,5 y(i-1), chaque élément (i, j) de la matrice 3D d'attributs résultant de la décomposition étant un vecteur caractérisant la distribution des valeurs des pixels au voisinage du point (i, j). 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, après chaque opération de filtrage par un filtre passe-haut et un filtre passe- bas, on procède à une division par 2" du nombre d'images obtenues de 232581 7 manière à diminuer le nombre de données à traiter, le nombre entier n étant d'autant plus grand que la résolution et la taille de l'image à traiter sont élevoes. 12. Procédé selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce que le processus de transformation en ondelettes est réitéré plusieurs fois sur n étages et en ce que, après une phase de lissage, on rébuit en profondeur la taille de la matrice 3D d'attributs obtenue en ne retenant que le nombre d'images [2n + (n-1)] contenant le plus de détails. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'on effectue en outre un processus de recherche de la meilleure partition de la matrice d'attributs au sens de la maximisation de l'énergie. 14. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une opération de segmentation en composants homogènes en procédant à une détection chromatique et achromatique comprend une étape de conversion de l'image vers le modèle HSV (Teinte-Saturation-Valeur), une étape de propagation achromatique pour éliminer l'arrière-plan, une étape d'ouverture effectuée lors d'une première itération pour éliminer le bruit et reconnecter les régions et, dans le cas d'une non-convergence en fin de cette première itération, une étape de fermeture effectuce lors d'une