Brevet FR2865826A1 — publié le 20050805

SYSTEME DE RECONNAISSANCE D'IMAGE HUMAINE Domaine de l'invention La présente invention concerne un système de reconnaissance d'image humaine, et plus particulièrement un système de reconnaissance apte à déterminer s'il faut ouvrir une porte en fonction d'images prises en continu par un appareil photographique. Exposé de l'art antérieur Des systèmes de reconnaissance d'image pour commander l'ouverture de porte incluant des portes automatiques sont bien connus. De tels systèmes, conçus pour la sécurité, pour éviter les vols, pour la gestion des entrées et/ou à d'autres fins, ont été largement installés dans des lieux incluant des magasins, des grands magasins, des maisons, des immeubles de bureau, des banques sans personnel, des installations militaires et mêmes des jeux. Typiquement, les systèmes de reconnaissance d'image sont classés comme du type à détection active ou à détection passive. En ce qui concerne les systèmes à détection active, ils impliquent qu'un élément de détection émet de façon active des signaux sous forme, ou à l'aide, d'un laser, d'infrarouges, d'ondes ultrasonores ou d'un radar vers un objet réfléchissant dans un environnement à détecter. Les signaux envoyés par l'objet sont alors reçus par le récepteur couplé électriquement à l'élément de détection. L'élément de détection analyse l'intensité et/ou les déphasages des signaux, ou analogue, pour fournir des données incluant la direction, la dimension et la distance de l'objet par des calculs intensifs et par l'activation de procédures ultérieures adéquates. En ce qui concerne les systèmes à détection passive, ils impliquent qu'un rayonnement en provenance d'un objet (par exemple des ondes infrarouges émises en raison de la température corporelle d'un être humain) puisse être capté par un capteur pour fournir des données incluant la direction, la dimension et la distance de l'objet par des calculs intensifs et la mise en oeuvre de procédures ultérieures adaptées. Toutefois, l'installation d'un élément de détection et d'un récepteur dans les systèmes à détection active non seulement augmente la complexité du système et ses coûts mais également entraîne des résultats erronés dus à des mesures incorrectes et à une consommation indésirable. En ce qui concerne les systèmes à détection passive à base d'infrarouges, ils ne s'appliquent pas dans des cas ordinaires puisque la précision de détection et l'efficacité dépend essentiellement de facteurs incluant la température ambiante et le pourcentage du corps humain exposé, etc., en plus de leur coût élevé. Ainsi, il existe un besoin pour une amélioration. Résumé de l'invention Après des recherches et expérimentations approfondies, un système de reconnaissance d'image humaine selon la présente invention a été conçu. Le système incorpore un appareil photographique classique et un mécanisme de reconnaissance d'image tel que la reconnaissance d'une image prise par l'appareil photographique comme étant l'image d'une personne autorisée entraîne l'ouverture d'une porte pour laisser le passage. La présente invention peut ainsi pallier les inconvénients susmentionnés de l'art antérieur. Un objet de la présente invention est de prévoir un système de reconnaissance d'image humaine apte à déterminer un déplacement suivant d'une personne qui approche d'une région particulière de l'espace. Le système incorpore un module de prise d'image et un module de détermination. Le module de prise d'image est un appareil photographique et est propre à prendre des images pour le module de détermination. Le module de détermination est un microprocesseur ou un ordinateur personnel. Le module de détermination comprend une mémoire pour mémoriser le contour d'au moins une personne admissible. Le module de détermination peut ainsi déterminer s'il existe un objet en mouvement dans les images en continu prises par le module de prise d'image en analysant les images continues. Si oui, le module de détermination compare l'objet mobile au contour de chaque personne mémorisé dans la mémoire de façon à déterminer si l'objet mobile est une personne ou non. Si oui, le module de détermination détermine si la personne est en train d'entrer ou de sortir de la porte d'un immeuble en analysant le sens de déplacement de la personne et ses positions successives. En outre, le module de détermination compare l'image de la personne à l'image (c'est-à-dire le contour de chaque personne) mémorisée dans la mémoire pour déterminer si la personne doit être autorisée à passer ou non. Eventuellement, un signal de validation est produit par le module de détermination et est envoyé à un dispositif qui doit être mis en fonctionnement (par exemple une porte automatique) pour ouvrir si l'on détermine que la personne peut être admise. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 est un schéma sous forme de blocs d'un système de reconnaissance d'image humaine selon la présente invention; la figure 2 est un organigramme illustrant un procédé 5 selon l'invention; et les figures 3 et 4 représentent schématiquement une reconnaissance d'image humaine selon la présente invention. Description détaillée des modes de réalisation préférés La figure 1 représente un système de reconnaissance d'image humaine constitué selon la présente invention et comprenant un module de prise d'image 11 et un module de détermination 12. Chaque composant va être décrit en détail ci-après. Le module de prise d'image 11 est mis en oeuvre sous forme d'un appareil photographique tel qu'un appareil photographique à CCD (dispositif à couplage de charge), un appareil photographique à CMOS (métal-oxyde-semiconducteur complémentaire), ou analogue. Les images prises par le module de prise d'image 11 sont envoyées au module de détermination:L2. Le module de détermination 12 est mis en oeuvre sous forme d'un microprocesseur, d'un ordinateur personnel ou d'un processeur de traitement de signal numérique. Le module de détermination 12 comprend une mémoire 121 pour mémoriser l'image d'au moins une personne admissible. L'image peut être le contour d'une personne, des caractéristiques d'une personne particulière, etc., dans le cadre de l'in- vention. Le module de détermination 12 est adapté à déterminer si l'image prise par le module de prise d'image 11 est une image de l'une des personnes admissibles en comparant l'image prise à l'image mémorisée dans la mémoire 121. En outre, le module de détermination 12 est électriquement couplé à un dispositif 13 à actionner (par exemple une porte automatique). Le module de prise d'image 11 peut envoyer en continu les images prises au module de détermination 12. Le module de détermination 12 détermine alors s'il y a un objet mobile parmi les images prises en continu par le module de prise d'image 11. Si oui, le module de détermination 12 compare alors l'objet mobile à chaque contour humain mémorisé dans la mémoire 121 de façon à déterminer si l'objet mobi=le est une personne ou non. Si oui, le module de détermination 12 détermine si la personne est en train d'entrer ou de sortir de la porte d'un immeuble en ana- lysant sa ou ses diverses positions et son sens de déplacement. Ensuite, le module de détermination 12 coiupa:re l'image de la personne aux images des personnes admissibles mémorisées dans la mémoire 121 pour déterminer si la personne doit être autorisée à passer ou pas. Eventuellement, un signal de validation est produit et envoyé au dispositif 13 à actionner pour l'ouvrir si on détermine que la personne est admissible. Par exemple, un signal d'ouverture de porte est produit et envoyé à une porte pour ouvrir de façon à permettre à la personne de passer par la porte. Comme l'illustre la figure 2, le module de détermination 12 peut réaliser les étapes suivantes dans un processus en réponse à l'activation du système selon l'invention. A l'étape 201, on reçoit des images à partir du module de détermination 12. A l'étape 202, on compare l'une précédente des images à une image immédiatement ultérieure pour déterminer s'il y a une différence entre elles. Si oui, le processus passe à l'étape 203. Si non, le processus revient à l'étape 201. A l'étape 203, on calcule les positions modifiées des 25 images précédente et suivante et le sens de déplacement pour obtenir un vecteur d'image. A l'étape 204, on détermine s'il y a un objet mobile dans les images continues, c'est-à--dire les images précédente et suivante. Si oui, le processus passe à l'étape 205. Si non, le processus revient à l'étape 201. A l'étape 205, l'objet mobile est comparé à chaque contour humain mémorisé dans la mémoire 121 de façon à déterminer si l'objet mobile est une personne ou non. Si oui, le processus passe à l'étape 206. Si non, le processus revient à l'étape 201. A l'étape 206, on détermine si la personne est en train d'entrer ou de sortir de la porte d'un immeuble en analysant le vecteur. Si oui, le processus passe à l'étape 207. Si non, le processus revient à l'étape 201. A l'étape 207, on coupare l'image de la personne aux images des personnes admissibles mémorisées dans la mémoire 121 pour déterminer si la personne doit être autorisée à passer ou pas. En outre, on détermine si la personne approche de la porte ou non. Si oui, le processus passe à l'étape 208. Si non, le processus revient à l'étape 201. A l'étape 208, un signal d'ouverture de porte est produit et envoyé à la porte pour l'ouvrir de sorte que la personne peut passer par la porte avant la fin du processus. Selon l'invention, le module de détermination 12 peut prendre deux étapes pour déterminer les signaux d'image envoyés par le module de prise d'image 11. D'abord, on obtient la différence entre une image précédente et une image immédiatement suivante pour distinguer un objet mobile d'un fond statique. Ensuite, on obtient la position de l'objet mobile et on calcule un sens de déplacement et une vitesse de déplacement de l'objet en soustrayant l'origine de la position suivante de l'objet mobile de l'origine de sa position précédente. On peut ainsi déterminer si la personne est en train d'entrer ou de sortir de la porte d'un immeuble en analysant le sens de déplacement et le changement de vitesse de l'objet mobile (c'est-à-dire si l'objet mobile s'approche de l'origine de l'image de la gauche, de la droite ou du haut). Ensuite, on détermine si l'objet mobile est une personne ou non. La détermination implique l'élimination de faux signaux, la détermination de la couleur de la peau et la détermination de la complexion faciale. Enfin, on détermine si la porte doit être ouverte ou non. On notera que la détermination d'un être humain particulier est ajoutée seulement quand une gestion d'entrée est nécessaire. Egalement, l'instant d'ouverture de la porte sera déterminé en calculant le sens de déplacement et la vitesse de la personne. En outre, l'instruction d'ouverture de porte peut être annulée avant que l'instant d'ouverture de la porte soit atteint en réponse à un changement de direction de déplacement de la personne (c'est-à-dire si la personne a changé d'idée). Comme l'illustre la figure 3, à un instant t, l'objet mobile dans une image It est disposé à une position telle qu'indiquée par les coordonnées (i, j). A l'instant t+At, l'image It+pt se déplace vers une autre position telle qu'indiquée par les coordonnées (i+p,j), chacun des MxM blocs occupés par l'image It+pt étant recherché séquentiellement jusqu'à ce que des coordonnées (i+A,j) soient trouvées et qu'un minimum de: Em,n =1;M(lit +At (i+m+0, j+n)-It(i+m, j+n)I)/64 prenne place. A est la différence entre pixels. It(i+m, j+n) représente la luminosité de l'image (i+m, j+n) à l'instant t. De cette façon, le vecteur de chaque pixel de l'image peut être obtenu par calcul. Un candidat peut être trouvé en encerclant une zone occupée par des vecteurs ayant la même direction. Comme l'illustre la figure 4, le vecteur obtenu et ses composantes verticale et horizontale sont analysés pour anticiper et évaluer le sens de déplacement et la vitesse de déplacement de l'objet. Ainsi, le trajet de l'objet mobile peut être déterminé. Il est donc possible de décider si la porte doit être ouverte ou non. En outre, ladite au moins une image mémorisée dans la mémoire 121 du module de détermination 12 peut être le contour d'une personne de sorte qu'il est possible de déterminer si l'objet mobile est une personne ou non. En outre, ladite au moins une image mémorisée dans la mémoire 121 du module de détermination 12 peut correspondre à des caractéristiques d'une personne particulière de sorte qu'il est possible de déterminer si l'objet mobile est la personne particulière ou non. Au vu de ce qui précède, le système de reconnaissance d'image humaine selon l'invention présente les avantages suivants: i) il peut sensiblement élimines l'inconvénient survenant dans les dispositifs antérieurs dû à de fréquentes fausses alarmes. Par exemple, une porte s'ouvre simplement parce qu'un petit objet (par exemple un petit chien) est détecté par un système de reconnaissance d'image humaine à infrarouge de l'art antérieur installé dans la porte. ii) il peut mieux comprendre des changements d'environnements pour une analyse ultérieure d'un événement soudain en coopérant avec un appareil photographique ayant une caractéristique d'enregistrement. iii) il peut atteindre un haut niveau de sécurité ou s'appliquer à une investigation criminelle en coopérant avec d'autres mécanismes de reconnaissance (par exemple une reconnaissance de complexion faciale). iv) il comprend des pièces simples et est peu coûteux. Par exemple il peut fonctionner normalement en coopérant avec un simple appareil photographique de type CMOS. v) il est très adaptable à diverses applications en mettant en oeuvre un algo- rithme flexible. Bien que la présente invention ait été décrite à l'aide d'exemples particuliers, de nombreuses modifications et variantes apparaîtront à l ' hoiuune de l'art. REVENDICATIONS 1. Système de reconnaissance d'image humaine comprenant: un module de prise d'image (11) pour prendre des images; et un module de détermination (12) pour recevoir les images du module de prise d'image, le module de détermination (12) incluant une mémoire (121) pour mémoriser des images d'au moins une personne admissible, le module de détermination étant adapté à déterminer si l'image prise par le module de prise d'image (11) est une image d'une personne admissible par comparaison entre l'image prise et la ou les images mémorisées dans la mémoire; dans lequel le module de prise d'image (11) est adapté à envoyer en continu les images prises au module de détermina- tion (12) et le module de détermination détermine s'il y a un objet mobile dans les images continues prises par le module de prise d'image; si oui, le module de détermination compare l'objet mobile à chaque image mémorisée dans la mémoire pour déterminer si l'objet mobile est une personne ou non, si oui, le module de détermination détermine le déplacement de la personne en analysant un changement de direction de déplacement de la personne et le module de détermination produit un signal de validation si la personne est déterminée comme admissible après comparaison de l'image de la personne à l'image de chaque personne admissible. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel le module de détermination (12) est couplé électriquement à un dispositif à actionner (13) de sortie que, en réponse à la détermination du fait que l'objet mobile est une personne, le module de détermination détermine si la personne est en train d'entrer ou de sortir d'une porte en analysant la direction de déplace-ment de la personne et ses positions successives, le module de détermination compare l'image de la personne à l'image de chaque personne admissible mémorisée dans la mémoire pour déterminer si la personne doit être autorisée à passer ou non, et un signal de validation est produit par le module de détermination et est envoyé au dispositif à actionner pour ouvrir si la personne est déterminée comme admissible. 3. Système selon la revendication 1, dans lequel ladite au moins une image mémorisée dans la mémoire (121) du module de détermination (12) est le contour d'une personne de sorte que le module de détermination est adapté à déterminer si l'objet mobile est une personne ou non. 4. Système selon la revendication 1, dans lequel au moins une image mémorisée dans la mémoire du module de détermination (12) comprend les caractéristiques d'une personne spécifique de sorte que le module de détermination est adapté à déterminer si l'objet mobile est la personne spécifique ou non. 5. Système selon la revendication 1, dans lequel le module de prise d'image (11) est un appareil photographique de type CCD. 6. Système selon la revendication 1, dans lequel le module de prise d'image (11) est un appareil photographique de 20 type CMOS. 7. Système selon la revendication 2, dans lequel le module de détermination (12) est un microprocesseur. 8. Système selon la revendication 2, dans lequel le module de détermination (12) est un ordinateur personnel. 9. Système selon la revendication 2, dans lequel le dispositif à actionner (121) est une porte à commande automa- tique. 10 15