Brevet FR2837056A1 — publié le 20030912

PROCEDE ET SYSTEME D'UNIFORMISATION DU RENDU COLORIMETRIQUE D'UNE JUXTAPOSITION DE SURFACES D'AFFICHAGE. La présente invention concerne l'affichage d'une image ou d'une séquence d'images sur plusieurs écrans d'affichage juxtaposés, chaque écran d'affichage étant piloté par une chaîne de traitement vidéo indépendante. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, à l'affichage d'images telles que des images vidéo sur un grand écran constitué de plusieurs écrans juxtaposés et contigus, formant un mur d'écrans. Dans un tel système, chaque afficheur est piloté par une chaîne vidéo distincte de manière à afficher une partie respective des images vidéo. Chaque afficheur peut être constitué d'un système de rétroprojection, de vidéoprojection, ou encore d'un écran solide tel qu'un écran à tube cathodique, à plasma ou à cristaux liquides. Elle s'applique en particulier aux systèmes de visioconférence mettant en communication audiovisuelle bidirectionnelle deux sites distants, via un réseau de transmission haut débit, chaque site distant étant équipé de ce que l'on appelle un"mur de téléprésence"constitué de plusieurs écrans juxtaposés et contigus. Dans un tel système, chaque afficheur est piloté par une chaîne vidéo distincte reliée à une caméra installée sur l'autre site distant. Pour que les images affichées par les différents écrans formant le"mur de téléprésence"ne fassent pas apparaître de discontinuités résultant du fait qu'elles sont affichées par plusieurs écrans, il est nécessaire que le rendu colorimétrique de chaque écran soit uniforme d'un écran à l'autre. Actuellement, le réglage colorimétrique de chaque afficheur est effectué manuellement. Il s'avère que cette solution ne donne pas entière satisfaction du fait notamment que la précision obtenue par des réglages manuels est insuffisante pour supprimer tout écart perceptible de rendu colorimétrique entre deux écrans adjacents. L'oeil de l'opérateur étant le seul instrument de mesure employé, l'appréciation des écarts de rendu colorimétrique reste très subjective. Il existe des outils d'observation et de mesure de surfaces d'affichage, comme des sondes colorimétriques. Toutefois, ce type d'outil n'a jamais été couplé à des systèmes de réglage d'afficheur ou à des chaînes de traitement vidéo. En outre, l'opérateur reste tributaire des limites de capacité de réglage des différentes chaînes vidéo (pas d'incrémentation de réglage trop important, inertie de réglage). Toutes ces limitations font que réglage manuel reste très approximatif. Par ailleurs, quelle que soit la technique d'affichage employée, le rendu colorimétrique d'un écran est sujet à des variations lentes, en raison notamment du vieillissement de certains organes de l'afficheur ou de la chaîne vidéo, ce qui implique d'effectuer de tels réglages régulièrement. Comme ces réglages nécessitent le déplacement d'un opérateur, il arrive fréquemment qu'ils ne soient pas effectués au moment où ils sont nécessaires. La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients, sans toutefois remplacer les réglages manuels qui restent nécessaires pour corriger des écarts importants de rendu colorimétrique entre des écrans adjacents. Cet objectif est atteint par la prévision d'un procédé d'uniformisation du rendu colorimétrique d'une surface d'affichage comprenant au moins deux écrans d'affichage adjacents, pilotés respectivement par des chaînes de traitement vidéo dans lesquelles transitent des flux vidéo respectifs. Selon l'invention, ce procédé comprend, pour chaque paire d'écrans adjacents des écrans d'affichage, les étapes consistant à : - prélever périodiquement par un organe de calcul des données d'image de deux zones d'écran situées respectivement sur les deux écrans de la paire d'écrans adjacents, - analyser par l'organe de calcul les données d'image prélevées à chaque période pour déterminer un écart de rendu colorimétrique entre les deux zones d'écran, - déterminer par un organe de correction relié à l'organe de calcul, un traitement à appliquer au flux vidéo de l'une des deux chaînes vidéo pilotant respectivement les deux écrans de la paire d'écrans adjacents, en appliquant li une loi de correction prédéterminée à l'écart de rendu colorimétrique, et - appliquer le traitement à ladite chaîne vidéo par l'organe de correction, en vue d'uniformiser le rendu colorimétrique de la surface d'affichage. Avantageusement, les données d'image prélevées sont obtenues à l'aide d'une caméra disposée à cheval sur les deux écrans de chaque paire d'écrans adjacents. Selon une particularité de l'invention, l'analyse des données d'image prélevées comprend les étapes consistant à : - considérer dans les données d'image prélevées deux zones de mesure situées symétriquement de part et d'autre d'une ligne de séparation des deux écrans de chaque paire d'écrans adjacents, - déterminer des composantes couleurs de chaque zone de mesure, et - déterminer des écarts de composantes couleurs en comparant chaque composante couleur moyenne d'une des deux zones de mesure avec la composante couleur moyenne correspondante de l'autre zone de mesure, les écarts de composantes couleur constituant l'écart de rendu colorimétrique. De préférence, la détermination des composantes couleur moyennes de chaque zone de mesure est effectuée à partir des composantes couleur de chaque pixel de la zone de mesure. Egalement de préférence, le prélèvement de données d'image est effectué avec une périodicité de l'ordre de quelques minutes à quelques dizaines de minutes. Selon une autre particularité de l'invention, la loi de correction appliquée par l'organe de correction à l'écart de rendu colorimétrique est une loi de type matriciel. Alternativement, la loi de correction appliquée par l'organe de correction à l'écart de rendu colorimétrique est une loi de type itérative avec critère de convergence. Selon encore une autre particularité, le procédé selon l'invention comprend une étape de comparaison de l'écart de rendu colorimétrique à un seuil prédéfini, et si l'écart de rendu colorimétrique est supérieur au seuil, aucun traitement de correction n'est appliqué au flux vidéo de l'une des deux chaînes vidéo pilotant respectivement les deux écrans de la paire d'écrans adjacents. Avantageusement, si l'écart de rendu colorimétrique est supérieur au seuil pendant plusieurs périodes consécutives, il comprend l'émission d'un signal d'alerte indiquant qu'un réglage manuel des chaînes de traitement vidéo est nécessaire pour uniformiser le rendu colorimétrique de la surface d'affichage. Selon encore une autre particularité, le procédé selon l'invention comprend des étapes de conservation d'un historique des écarts colorimétriques déterminés pour chaque paire d'écrans d'affichage, d'analyse de l'historique pour établir une loi de dérives colorimétriques pour chaque écran d'affichage. L'invention concerne également un système d'uniformisation du rendu colorimétrique d'une surface d'affichage comprenant au moins deux écrans d'affichage adjacents, pilotés respectivement par des chaînes de traitement vidéo dans lesquelles transitent des flux vidéo respectifs. Selon l'invention, ce système comprend une chaîne de correction de rendu colorimétrique d'écran d'affichage par zone de séparation entre deux écrans adjacents, chaque chaîne li de correction comprenant : - un capteur disposé à cheval sur la zone de séparation entre les deux écrans, de manière à fournir des données d'image des images affichées sur les deux écrans, - un organe de calcul connecté au capteur et conçu pour prélever périodiquement des données d'image parmi les données d'image fournies par le capteur, pour analyser les données d'image prélevées et déduire de cette analyse un écart de rendu colorimétrique entre les deux écrans, - un organe de correction relié à l'organe de calcul et conçu pour déterminer un traitement à appliquer au flux vidéo de l'une des deux chaînes vidéo pilotant respectivement les deux écrans, en appliquant une loi de correction prédéterminée à l'écart de rendu colorimétrique, et pour appliquer ce traitement au flux vidéo, en vue d'uniformiser le rendu colorimétrique de la surface d'affichage. Avantageusement, le capteur est une caméra vidéo. Un mode de réalisation préféré de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 représente un système d'affichage d'images vidéo à deux afficheurs, équipé du système selon l'invention ; La figure 2 montre une image prise par le capteur du système représenté sur la figure 1, dont le rendu colorimétrique est analysé conformément au procédé selon l'invention ; La figure 3 illustre sous la forme d'un organigramme le procédé selon l'invention ; La figure 4 représente un écran d'affichage à n afficheurs, équipé du système selon l'invention. La figure 1 représente un système d'affichage d'images vidéo à deux écrans 1 Da, lOb contigus. Ce système comprend deux chaînes vidéo comprenant chacune une source d'images vidéo la, Ib reliée à un afficheur 3a, 3b, chaque afficheur pilotant respectivement un des écrans d'affichage lOa, lOb. L'ensemble constitué d'un afficheur 3a, 3b et d'un écran d'affichage loua, lOb représente en fait un système de rétroprojection, un système de vidéoprojection, ou encore un écran solide tel qu'un écran à tube cathodique, à plasma ou à cristaux liquides. Selon l'invention, on dispose à cheval sur la zone de séparation 12 des deux écrans 1 Da, lOb, un capteur 7 qui transmet des mesures colorimétriques à un organe de calcul 5 conçu pour déterminer un écart de rendu colorimétrique entre les deux écrans 1 Da, lOb. L'organe de calcul est relié à un organe de correction 6 interposé dans l'une des chaînes vidéo et conçu pour corriger les composantes couleur du flux vidéo transitant dans la chaîne, en fonction de l'écart de rendu colorimétrique déterminé par l'organe de calcul 5. Dans l'exemple illustré par la figure 1, l'organe de correction 6 est disposé entre la source vidéo Ib et l'afficheur 3b de manière à modifier les paramètres des composantes couleur du flux vidéo provenant de la source Ib, avant de les appliquer à l'afficheur 3b. Le capteur 7 est par exemple constitué par une caméra vidéo qui transmet à l'organe de calcul 5 un flux vidéo, ou périodiquement, une image numérique. Conformément au procédé selon l'invention illustré sur la figure 3, l'organe de calcul 5 prélève 21 à intervalles réguliers une ou plusieurs images 11 du flux vidéo. Une telle image est illustrée sur la figure 2. Chacune de ces images représente une partie de la zone de séparation entre les deux écrans 1 Da, lOb contigus, et une partie des images affichées respectivement par ces derniers. L'organe de calcul analyse les images prélevées en considérant deux zones de mesure 13a, 13b réparties symétriquement de part et d'autre de la zone de séparation 12 entre les deux écrans. Les deux zones de mesure 13a, 13b sont par exemple des carrés de p x p pixels, dans l'exemple de la figure 2,3 x 3 pixels. La dérive colorimétrique des afficheurs étant en général un phénomène à évolution relativement lente, le traitement effectué par l'organe de calcul 5 n'a pas besoin d'être effectué d'une manière continue. Un traitement de correction effectué selon une périodicité de quelques minutes à quelques dizaines de minutes est suffisant. L'analyse effectuée par l'organe de calcul 5 consiste à déterminer 22 pour chaque pixel de chaque zone 13a, 13b les valeurs respectives des composantes couleur R (rouge), V (vert), B (bleu), selon les unités utilisées dans le domaine informatique. Ces valeurs sont par exemple déterminées sous la forme de valeurs binaires sur 8 bits. Les valeurs des composantes couleur ainsi déterminées sont ensuite pondérées et moyennées 23 sur tous les pixels de chaque zone 13a, 13b, pour obtenir pour chacune de ces zones des composantes couleur globales, CaR, Cav, CaB et CbR, Cbv, CbB. L'organe de calcul peut en outre calculer une moyenne de ces valeurs sur plusieurs images prélevées. Les composantes globales CaR, Cav, CaB et CbR, Cbv, CbB obtenues pour chacune des zones 13a et 13b sont ensuite comparées 24 deux à deux pour déterminer un écart colorimétrique entre les deux écrans, cet écart étant constitué d'une valeur d'écart pour chaque composante couleur. La valeur de cet écart est par exemple de la forme (ACR, ACy, ACB) = (CbR-CaR, Cav-Cbv, CâB-CbB). La valeur de cet écart colorimétrique est transmise à l'organe de correction 6 qui à l'aide d'une loi de correction f (ACR, ACv, ACB) déduit 26 le traitement de correction à appliquer au flux vidéo à corriger, c'est-à-dire le flux vidéo issu de la source 1 b dans l'exemple de la figure 1, puis il applique ce traitement. La loi de correction fACR, ACv, ACB) peut être de type matriciel ou itératif avec critère de convergence. Une loi de correction de type matriciel consiste à appliquer l'écart de rendu colorimétrique calculé (ACR, ACy, ACB) ou une fonction de celui-ci à chaque pixel des images du flux vidéo à corriger. Une loi de correction de type itératif consiste à appliquer l'écart de rendu colorimétrique (ACR, ACV, ACB) à chaque pixel des images du flux vidéo à corriger, et à consécutivement remesurer le nouvel écart (ACR', ACV', ACB'), à vérifier qu'il est bien inférieur à l'écart précédemment mesuré, et à appliquer ce nouvel écart à l'ensemble des pixels. Le critère de convergence est donc le suivant : ACR' Bien entendu, ces traitements peuvent être effectués dans d'autres systèmes d'unités, tels que le système d'unités vidéo YUV ou encore le système d'unités XYZ utilisées pour l'oeil humain. On peut avantageusement prévoir de convertir à l'aide de matrices de transformation connues, les valeurs des composantes en RVB dans d'autres systèmes d'unités qui sont mieux adaptés à la chaîne vidéo à corriger. De préférence, la valeur des écarts mesurés sur chaque composante couleur est comparée 25 à une valeur de seuil respective prédéterminée, de manière à pouvoir déterminer si ces écarts sont acceptables par l'organe de correction 6, c'est-à-dire s'ils ne sont pas trop importants pour pouvoir être corrigés par ce dernier. Si ces écarts sont incompatibles avec les possibilités de correction dont dispose l'organe de correction 6, l'organe de correction n'applique aucune correction au flux vidéo issu de la source 1 b. Si ces écarts restent inacceptables pendant plusieurs périodes de mesure consécutives, le système émet 29 un signal d'alerte pour indiquer qu'une intervention manuelle sur le réglage des afficheurs ou les chaînes vidéo est nécessaire. Le système peut à cet effet incrémenter 27 un compteur C et lorsque la valeur de ce compteur dépasse 28 un certain seuil, le système émet le signal d'alerte. Bien entendu, si une correction est effectuée, la valeur du compteur C est remise à zéro. Cette disposition permet de ne pas prendre en compte une différence de couleur entre les images affichées sur les deux écrans 10a, lOb, résultant du passage d'un objet devant la ou les caméras et lorsqu'un bord de l'objet se trouve affiché entre les deux zones de mesure 13a, 13b. Le système décrit en référence à la figure 1 peut être généralisé à n écrans d'affichage, comme représenté sur la figure 4. Sur cette figure, le système d'affichage comprend n écrans d'affichage 10 (n étant un nombre entier supérieur à 2), chaque écran étant piloté par un afficheur respectif 3. Le système de correction selon l'invention comprend une chaîne de mesure et de correction colorimétrique par ligne de séparation 12 entre deux écrans adjacents. Chaque chaîne de mesure et de correction de rang i (i étant un nombre entier compris entre 1 et n-l) comprend un capteur 7 positionné en regard d'une ligne de séparation 12 entre deux écrans 10 adjacents, de rangs respectifs i et i+l, ce capteur étant couplé à un organe de calcul 5 de dérive colorimétrique de rang i, ce dernier étant connecté à un organe de correction 6 de rang i, interposé dans la chaîne vidéo de commande de l'afficheur 3 de rang i+l. Ce système comprend donc n-l chaînes de mesure et de correction colorimétrique, les afficheurs 3 de rang 2 à n étant réglés de proche en proche à partir de l'écran 10 de rang 1. On peut prévoir de conserver un historique des écarts calculés entre les deux zones de mesure, et d'analyser cet historique avec un outil statistique 7 (figure 1), de manière à établir des lois de dérives colorimétriques en fonction des types et des modèles d'afficheur. Ces lois de dérives colorimétriques permettent d'anticiper, et donc de planifier les interventions d'opérateurs pour procéder aux réglages manuels. REVENDICATIONS 1. Procédé d'uniformisation du rendu colorimétrique d'une surface d'affichage comprenant au moins deux écrans d'affichage (10a, lOb) adjacents, pilotés respectivement par des chaînes de traitement vidéo dans lesquelles transitent des flux vidéo respectifs, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque paire d'écrans (1Oa, lOb) adjacents des écrans d'affichage, les étapes consistant à : - prélever (21) périodiquement par un organe de calcul (5) des données d'image de deux zones (13a, 13b) d'écran situées respectivement sur les deux écrans (10a, lOb) de la paire d'écrans adjacents, - analyser (22,23, 24) par l'organe de calcul (5) les données d'image prélevées à chaque période pour déterminer un écart de rendu colorimétrique entre les deux zones d'écran, - déterminer par un organe de correction (6) relié à l'organe de calcul, un traitement à appliquer au flux vidéo de l'une des deux chaînes vidéo pilotant respectivement les deux écrans de la paire d'écrans adjacents, en appliquant i une loi de correction prédéterminée à l'écart de rendu colorimétrique, et - appliquer (26) le traitement à ladite chaîne vidéo par l'organe de correction, en vue d'uniformiser le rendu colorimétrique de la surface d'affichage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les données d'image prélevées sont obtenues à l'aide d'une caméra (7) disposée à cheval sur les deux écrans (10a, lOb) de chaque paire d'écrans adjacents. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'analyse des données d'image prélevées comprend les étapes consistant à : - considérer dans les données d'image prélevées deux zones (13a, 13b) de mesure situées symétriquement de part et d'autre d'une ligne de séparation (12) des deux écrans (lOa, lOb) de chaque paire d'écrans adjacents, - déterminer (22,23) des composantes couleurs moyennes de chaque zone de mesure, et - déterminer (24) des écarts de composantes couleurs en comparant chaque composante couleur moyenne d'une des deux zones de mesure avec la composante couleur moyenne correspondante de l'autre zone de mesure, les écarts de composantes couleur constituant l'écart de rendu colorimétrique. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la détermination (23) des composantes couleur moyennes de chaque zone de mesure (13a, 13b) est effectuée à partir des composantes couleur de chaque pixel de la zone de mesure. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le prélèvement (21) de données d'image est effectué avec une périodicité de l'ordre de quelques minutes à quelques dizaines de minutes. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la loi de correction appliquée par l'organe de correction (6) à l'écart de rendu colorimétrique est une loi de type matriciel. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la loi de correction appliquée par l'organe de correction (6) à l'écart de rendu colorimétrique est une loi de type itérative avec critère de convergence. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (25) de comparaison de l'écart de rendu colorimétrique à un seuil prédéfini, et si l'écart de rendu colorimétrique est supérieur au seuil, aucun traitement de correction n'est appliqué au flux vidéo de l'une des deux chaînes vidéo pilotant respectivement les deux écrans (lOa, lOb) de la paire d'écrans adjacents. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que si l'écart de rendu colorimétrique est supérieur au seuil pendant plusieurs périodes consécutives, il comprend l'émission (29) d'un signal d'alerte indiquant qu'un réglage manuel des chaînes de traitement vidéo est nécessaire pour uniformiser le rendu colorimétrique de la surface d'affichage. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes de conservation d'un historique des écarts colorimétriques déterminés pour chaque paire d'écrans d'affichage, d'analyse de l'historique pour établir une loi de dérives colorimétriques pour chaque écran d'affichage. 11. Système d'uniformisation du rendu colorimétrique d'une surface d'affichage comprenant au moins deux écrans d'affichage (10a, lOb) adjacents, pilotés respectivement par des chaînes de traitement vidéo dans lesquelles transitent des flux vidéo respectifs, caractérisé en ce qu'il comprend une chaîne de correction de rendu colorimétrique d'écran d'affichage par zone de séparation (12) entre deux écrans adjacents (lOa, lOb), chaque chaîne de correction comprenant : - un capteur (7) disposé à cheval sur la zone de séparation entre les deux écrans adjacents, de manière à fournir des données d'image des images affichées sur les deux écrans, - un organe de calcul (5) connecté au capteur et conçu pour prélever périodiquement des données d'image parmi les données d'image fournies par le capteur, pour analyser les données d'image prélevées et déduire de cette analyse un écart de rendu colorimétrique entre les deux écrans, - un organe de correction (6) relié à l'organe de calcul et conçu pour déterminer un traitement à appliquer au flux vidéo de l'une des deux chaînes vidéo pilotant respectivement les deux écrans (lOa, lOb), en appliquant une loi de correction prédéterminée à l'écart de rendu colorimétrique, et pour appliquer ce traitement au flux vidéo, en vue d'uniformiser le rendu colorimétrique de la surface d'affichage. 12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que le capteur (7) est une caméra vidéo.