Brevet FR2847350A1 — publié le 20040521

DISPOSITIF DE SURVEILLANCE PANORAMIQUE La présente invention concerne le domaine des équipements de prise de vue panoramique, notamment destinés à la vidéosurveillance. On connaît dans l'état de la technique différentes solutions pour la prise de vue à très grand angle. Les solutions utilisant des lentilles asphériques ne sont pas satisfaisantes car le cot de fabrication est très élevé et les aberrations difficiles à corriger avec des retraitements logiciels. On connaît également l'utilisation de miroirs déformant avec un traitement anamorphique optique ou logiciel. A titre d'exemple, le brevet PCT W09506303 décrit un système de surveillance, pour contrôler un espace, comprenant une seule caméra et un miroir convexe de type dôme. La caméra est fixée par rapport au miroir de sorte qu'au moins la majorité de la surface du miroir se situe dans le champ de vision de la caméra. Le miroir présente un profil tel que les rayonnements provenant de la majorité de l'espace sont réfléchis par le miroir de type dôme sur le plan image de la caméra. De préférence, le miroir de type dôme est symétrique de manière circulaire, son axe de symétrie étant aligné par rapport à l'axe optique de la caméra. En général, la caméra est une caméra électronique comportant un capteur à dispositif à couplage de charge au niveau de son plan image. L'image traitée de l'espace produite par la caméra est affichée sur un écran de contrôle sous forme d'image en cercle ou à plat. Le système de traitement d'images de la caméra électronique peut comprendre un algorithme de détection de mouvement destiné à générer une alarme en cas de détection d'un mouvement dans toute zone prédéterminée de l'espace. Un autre brevet publié sous le numéro W09750252A1 concerne un appareil de prise de vues panoramique qui capture instantanément une image panoramique à 360 degrés. Selon un des modes de réalisation, l'appareil de prise de vues comprend un miroir convexe qui capture la lumière du panorama environnant, une lentille d'astigmatisme qui corrige l'astigmatisme, une lentille d'objectif qui fait converger la lumière en un point unique, une lentille d'aplatissement de champ qui fait converger des images de format polaire en images planaires bidimensionnelles, et un mécanisme de capture d'images qui capture des images annulaires bidimensionnelles, optimisées, du panorama environnant. Cet appareil de prise de vues panoramique comprend également divers systèmes d'affichage et de répartition des images panoramiques. Spécifiquement, ces systèmes comprennent un dispositif et un procédé permettant de réaliser numériquement une transformation géométrique de l'image annulaire bidimensionnelle en projections rectangulaires de sorte que l'image panoramique puisse être affichée selon des procédés traditionnels tels que des images imprimées et des images télévisées. Cette solution est destinée à la prise de vue sur 3600 mais elle produit des images peu exploitables pour la vidéosurveillance. En effet, les images panoramiques ne permettent pas d'appréhender correctement des détails du champ couvert et ne permettent donc pas de réaliser une vidéosurveillance efficace. On connaît également des solutions de vidéosurveillance utilisant une caméra à champ normal, balayant le volume à surveiller. Cette solution permet certes d'obtenir des images satisfaisantes, mais présente l'inconvénient de laisser des zones non visualisées pendant le balayage. Chaque zone à surveiller n'est visualisée que pendant une durée très limitée, inférieure à la durée d'ombre. La présente invention vise à réaliser un équipement de vidéosurveillance panoramique compact évitant les inconvénients des différentes solutions de l'art antérieur. A cet effet, l'invention concerne selon son acception la plus générale un équipement pour la surveillance vidéo comportant des moyens optiques pour la formation d'une image panoramique et l'acquisition de ladite image panoramique par une caméra transmettant une information vidéo à un poste de visualisation distant, caractérisé en ce que ledit équipement comporte en outre un moyen d'acquisition d'une image avec une ouverture angulaire non panoramique inscrite dans le champ de prise de vue panoramique, l'orientation dudit moyen d'acquisition étant commandé par rapport au champ des moyens optiques panoramiques en fonction d'une zone d'intérêt détectée dans ladite image panoramique. Avantageusement, le moyen d'acquisition est constitué par une caméra additionnelle mobile selon au moins un axe de rotation. Selon une variante, le moyen d'acquisition est constitué par une caméra additionnelle mobile selon deux axes de rotation perpendiculaires. Selon un mode de réalisation préféré, les moyens de formation de l'image panoramique comportent au moins un miroir à symétrie axiale, et de section courbe et le moyen d'acquisition est constitué par une caméra additionnelle mobile selon l'axe de symétrie dudit miroir. De préférence, le moyen de formation de l'image panoramique comporte un miroir principal de forme annulaire de section concave percé en son centre, réfléchissant une image primaire sur un miroir secondaire rond concave et à profil elliptique coaxial à l'axe optique, le dispositif comprenant un capteur d'images numérique disposé sur l'axe optique, pour recevoir l'image secondaire réfléchie par le miroir secondaire. Selon des modes de réalisation particuliers - le moyen de formation de l'image panoramique comporte un diaphragme interposé entre le miroir secondaire et le capteur d'images; - le moyen de formation de l'image panoramique comporte un miroir primaire de forme circulaire de section hyperboloique le moyen de formation de l'image panoramique comporte un miroir secondaire concave elliptique; - le capteur d'images du moyen de formation de l'image panoramique disposé en arrière jusque dans un plan transversal intersectant le miroir primaire; - le miroir secondaire du moyen de formation de l'image panoramique est un miroir à section elliptique; - le moyen de formation de l'image panoramique comporte un miroir secondaire formé par une calotte concave à profil de coupe elliptique assurant la focalisation du miroir primaire selon un tore sur un capteur. Avantageusement, le moyen de formation de l'image panoramique comporte au moins un repère d'indexation placé dans le champ balayé par le moyen d'acquisition non panoramique. Selon une variante, il comporte un repère d'indexation disposé sur une couronne annulaire coaxiale avec le dispositif d'acquisition de l'image panoramique, et un second repère d'indexation placé dans un plan contenant l'axe du dispositif d'acquisition d'image panoramique. Selon un mode de réalisation particulier, l'équipement comporte en outre un poste de visualisation comportant un moyen de pointage d'une zone d'intérêt de l'image panoramique, et un circuit de commande de la position angulaire de la caméra non panoramique en fonction des informations fournies par le moyen de pointage. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, le moyen de pointage comprend un écran tactile pour la visualisation de l'image panoramique. Selon une autre variante, l'équipement comporte en outre un poste de visualisation comportant un moyen d'analyse de l'image panoramique délivrant une information représentative de la position d'une zone d'intérêt de l'image panoramique, et un circuit de commande de la position angulaire de la caméra non panoramique en fonction des informations fournies par le moyen d'analyse. Selon un mode de mise en oeuvre particulier, ledit moyen d'analyse est un moyen de détection des modifications locales de l'image panoramique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, se référant aux dessins annexés correspondant à un exemple non limitatif, o: - la figure 1 représente une vue selon un plan de coupe axial d'un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2 représente une vue en perspective d'un dispositif conforme à l'invention; - les figures 3 et 4 représentent des vues en coupe partielle selon un plan radial; - la figure 5 représente une vue d'une image obtenue avec un dispositif conforme à l'invention. La figure 1 représente un exemple de réalisation d'un dispositif de prise de vues panoramiques présentant un axe de symétrie médian (10). Le champ de prise de vue est cylindrique avec une ouverture d'environ 70 dans les plans radiaux. Le dispositif comprend un miroir primaire (1) de forme annulaire et de section concave. Ce miroir présente un perçage central. Le miroir primaire (1) réfléchit les rayons lumineux vers un miroir secondaire (2) disposé coaxialement au miroir primaire (1), en amont du champ de prise de vue. Le miroir secondaire (2) est formé par une calotte concave à profil de coupe elliptique assurant la focalisation du miroir primaire selon un tore sur un capteur (4). Le miroir secondaire (2) réfléchit les rayons lumineux vers un oculaire (3) composé de une ou plusieurs lentilles et intégrant un diaphragme. Un capteur d'image (4), par exemple une caméra numérique, reçoit l'image torique ajustée par l'oculaire et délivre un signal numérique. Ce signal est ensuite traité par un logiciel de traitement d'image assurant la correction des déformations. La caméra principale est placée dans un plan transversal coupant le miroir primaire (1). Ceci permet de réaliser un dispositif de faible encombrement. Une caméra additionnelle (11) est disposée sous le miroir secondaire (2), dans l'angle mort du miroir principal (1). Cette caméra additionnelle (11) est une caméra à champs non panoramique. Elle est orientable selon un axe de rotation confondu avec l'axe de symétrie (10) et selon un axe de rotation perpendiculaire, pour permettre un pointage dans une zone quelconque du champ du dispositif de prise de vue panoramique. Cette caméra additionnelle (11) fournit une image de détail permettant une visualisation agrandie d'une zone d'intérêt sur un écran de surveillance. Il est ainsi possible de procéder sur un même écran, ou sur des écrans indépendants, à la surveillance globale d'une zone panoramique, et l'analyse d'une zone d'intérêt particulier apparaissant dans l'image panoramique. La sélection de la zone d'intérêt est réalisée manuellement par un opérateur chargé de la surveillance, ou automatiquement. Dans le premier cas, l'opérateur dispose d'un moyen de pointage permettant de désigner sur l'écran de visualisation de l'image panoramique une zone d'intérêt. Ce moyen de pointage peut être constitué de façon connu par une " souris ", ou encore par un écran tactile. La superposition d'un pointeur graphique dont la position est commandée par l'actionnement du moyen de pointage, avec une zone de l'image panoramique permet de calculer une information de pilotage de la caméra additionnelle (11). Cette information commande l'orientation selon un ou deux axes de rotation complémentaires. L'image captée par la caméra (11) correspond alors à une vue agrandie de la zone d'intérêt désignée sur l'écran de visualisation de l'image panoramique. Cette image peut être visualisée sur le même écran ou sur un écran distinct. Son affichage ne supprime pas l'affichage de l'image panoramique, ce qui permet à l'opérateur de continuer la surveillance de l'ensemble de la zone, et la détection d'éventuelles nouvelles zones d'intérêt. Le repérage de la position relative de l'image panoramique et de l'image agrandie peut être amélioré par une mire apparaissant dans le champ visualisable par la caméra additionnelle. Cette mire peut être constituée par un ou plusieurs repères opaques ou semi-opaques correspondant à des positions déterminées. Ces repères permettent de recaler périodiquement l'image de détail par rapport à une zone d'intérêt désignée sur l'image panoramique. Dans la solution automatique, l'orientation de la caméra additionnelle (11) est commandée par un circuit d'analyse de l'image panoramique, détectant par un traitement d'image les zones d'intérêt. Les zones d'intérêt peuvent être déterminées par une variation locale de l'intensité ou des caractéristiques de l'image panoramique. Un calculateur détermine alors le barycentre de la zone d'intérêt détectée et calcule l'information de positionnement de la caméra additionnelle (11) en fonction de la position de ce barycentre. Un mode semi-automatique consiste à proposer à l'opérateur des zones d'intérêt, et à commander le déplacement de la caméra additionnelle (11) seulement en cas de validation par l'opérateur Cette proposition de la zone d'intérêt peut se traduire par l'apparition automatique d'un pointeur graphique, ou de la mise en surbrillance de la zone d'intérêt. La sélection se fait par une action sur une touche de validation, ou par désignation de la zone d'intérêt sur un écran tactile. La figure 2 représente une vue en perspective faisant apparaître le miroir primaire (1) présentant la forme générale d'un cône inversé tronqué, engendré par le déplacement d'un ligne concave le long d'un chemin circulaire. Le miroir primaire (1) est percé par une ouverture (8). Il est placé en regard d'un miroir secondaire concave (2) dont le diamètre, dans l'exemple représenté est sensiblement identique au diamètre du miroir primaire (1). Les figures 3 et 4 représentent les trajets optiques dans un dispositif conforme à l'exemple représenté en figure 2. Le champ de prise de vue est formé par une couronne circulaire présentant une ouverture angulaire d'environ 750. La figure 5 représente une image enregistrée avec un dispositif conforme à l'invention. REVENDICATIONS 1 - Equipement pour la surveillance vidéo comportant des moyens optiques pour la formation d'une image panoramique et l'acquisition de ladite image panoramique par une caméra transmettant une information vidéo à un poste de visualisation distant, caractérisé en ce que ledit équipement comporte en outre un moyen d'acquisition d'une image avec une ouverture angulaire non panoramique inscrite dans le champ de prise de vue panoramique, l'orientation dudit moyen d'acquisition étant commandé par rapport au champ des moyens optiques panoramiques en fonction d'une zone d'intérêt détectée dans ladite image panoramique. 2 - Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'acquisition est constitué par une caméra additionnelle mobile selon au moins un axe de rotation. 3 - Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'acquisition est constitué par une caméra additionnelle mobile selon deux axes de rotation perpendiculaires. 4 Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de formation de l'image panoramique comportent au moins un miroir à symétrie axiale et de section courbe, et en ce que le moyen d'acquisition est constitué par une caméra additionnelle mobile selon l'axe de symétrie dudit miroir. - Equipement selon la revendication 1, 2, ou 3, caractérisé en ce que le moyen de formation de l'image il panoramique comporte un miroir principal de forme annulaire de section concave percé en son centre, réfléchissant une image primaire sur un miroir secondaire rond concave et à profil elliptique coaxial à l'axe optique, le dispositif comprenant un capteur d'images numérique disposé sur l'axe optique, pour recevoir l'image secondaire réfléchie par le miroir secondaire. 6 - Equipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de formation de l'image panoramique comporte un diaphragme interposé entre le miroir secondaire et le capteur d'images. 7 - Equipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de formation de l'image panoramique comporte un miroir primaire de forme circulaire de section hyperboloique. 8 - Equipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de formation de l'image panoramique comporte un miroir secondaire concave elliptique. 9 - Equipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le capteur d'images du moyen de formation de l'image panoramique est disposé en arrière jusque dans un plan transversal intersectant le miroir primaire. - Equipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le miroir secondaire du moyen de formation de l'image panoramique est un miroir à section elliptique. 11 - Equipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de formation de l'image panoramique comporte un miroir secondaire (2) formé par une calotte concave à profil de coupe elliptique assurant la focalisation du miroir primaire selon un tore sur un capteur (4). 12 - Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de formation de l'image panoramique comporte au moins un repère d'indexation placée dans le champ balayé par le moyen d'acquisition non panoramique. 13 - Equipement selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un repère d'indexation disposé sur une couronne annulaire coaxiale avec le dispositif d'acquisition de l'image panoramique, et un second repère d'indexation placé dans un plan contenant l'axe du dispositif d'acquisition d'image panoramique. 14 - Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un poste de visualisation comportant un moyen de pointage d'une zone d'intérêt de l'image panoramique, et un circuit de commande de la position angulaire de la caméra non panoramique en fonction des informations fournies par le moyen de pointage. - Equipement selon la revendication 14, caractérisé en ce que le moyen de pointage comprend un écran tactile pour la visualisation de l'image panoramique. 16 - Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un poste de visualisation comportant un moyen de l'analyse de l'image panoramique délivrant une information représentative de la position d'une zone d'intérêt de l'image panoramique, et un circuit de commande de la position angulaire de la caméra non panoramique en fonction des informations fournies par le moyen d'analyse. 17 - Equipement selon la revendication 16, caractérisé en ce que le moyen d'analyse est un moyen de détection des modifications locales de l'image panoramique.