Brevet FR2907298A1 — publié le 20080418

PROCEDE DE TRANSMISSION D'IMAGES D'UN SUJET, DISPOSITIF DE TRANSMISSION D'IMAGES POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE, ET DISPOSITIF DE PRODUCTION D'IMAGES COMPATIBLE. L'invention concerne un procédé de transmission d'images d'un sujet, un dispositif de transmission d'images pour la mise en oeuvre du procédé, et un dispositif de production d'images compatible. Notamment, le procédé et les dispositifs selon l'invention peuvent être utilisés pour la transmission de vidéos d'un sujet. Plus particulièrement, l'invention concerne l'application d'un tel procédé à la reproduction du mouvement d'un sujet, et notamment d'un visage et son application à la visiophonie mobile. On sait actuellement reproduire les mouvements d'un sujet (objet, animal ou personne) en utilisant des capteurs de mouvement placés en différents endroits du sujet. A partir du mouvement enregistré par ces capteurs, des logiciels transposent ce mouvement à des images virtuelles 2D ou 3D. Cette technologie est utilisée pour certains jeux vidéo ou certaines émissions télévisées pour animer des personnages virtuels. Toutefois, le matériel mis en oeuvre est complexe, encombrant en raison du nombre de capteurs et fils nécessaires, long à installer. De plus, l'information de mouvement restituée ne permet pas d'obtenir un rendu réel de l'animation du personnage virtuel, en raison du nombre limité de capteurs mis en place. On sait également transmettre les images numérisées d'un sujet mobile ou non au moyen d'un réseau de communication sans fil. Toutefois, les données à transmettre sont particulièrement volumineuses, de sorte que le moyen de transmission utilisé doit permettre des vitesses élevées de transfert de données. Ainsi, la transmission de vidéo, par exemple par la téléphonie mobile, nécessite de modifier les systèmes de transmission actuels afin d'augmenter leur débit. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un procédé qui permet d'obtenir des données de paramètres de localisation et, le cas échéant, de paramètres d'animation de l'objet, dont le volume est faible, ce qui permet leur transmission sur des lignes à très faible débit. Il est alors possible de transmettre la vidéo d'un sujet, par 2907298 2 exemple d'un visage, en utilisant les normes de transmission habituellement utilisées en téléphonie mobile (sans fil) classique de première génération. Le procédé selon l'invention permet en outre de déterminer de manière plus simple et efficace le mouvement d'un sujet 5 en vue de sa transmission, puis de son exploitation A cet effet, l'objet de l'invention concerne un procédé de transmission d'image(s) d'un sujet (objet, animal ou personne) comprenant les étapes de : 10 (a) prise d'image du sujet au moyen d'un dispositif de prise d'images, (b) numérisation de l'image prise, (c) mise en mémoire de l'image numérisée, (d) détection de points du sujet de l'image, (e) calcul des paramètres de localisation des points détectés, 15 (f) réalisation d'une image de synthèse en appliquant les paramètres de localisation à un modèle générique du sujet, (g) transmission desdits paramètres de localisation à un dispositif de production d'images numériques afin de reconstituer une image. 20 Par sujet on entend un objet, animal ou une personne dont on souhaite retransmettre l'image. Ainsi, selon l'invention, dans le cas d'une seule image à transmettre, seuls les paramètres de localisation sont transmis, de sorte que le volume de données à transmettre est très faible, généralement 25 inférieurs à 100 bits/seconde pour un visage par exemple. Ce faible volume de données autorise l'utilisation de lignes de transmission à très faible débit pour la transmission. L'étape de détection (d) peut exploiter séparément ou conjointement tous les pixels de l'image ou seulement des points 30 caractéristiques porteurs d'informations. Dans un premier mode de réalisation, tous les pixels de l'image sont détectés au cours de l'étape (d). L'étape (e) de calcul des paramètres de localisation comprend alors une étape de calcul de plusieurs images d'un modèle générique du sujet, correspondant à 35 différentes orientations du sujet dans l'espace, puis une étape de comparaison de chacune de ces images à l'image numérisée afin de déterminer l'orientation du modèle la plus proche de l'image 2907298 3 numérisée ; et enfin une étape utilisant cette orientation la plus proche pour déterminer lesdits paramètres. Ces derniers peuvent ensuite être affinés par itération au cours d'étapes ultérieures (c 1) (c2) (décrites plus loin) si nécessaire. 5 Dans un second mode de réalisation, des points caractéristiques de l'image sont détectés au cours de l'étape (d). L'étape (e) de calcul détermine alors les paramètres de localisation en comparant ces points caractéristiques avec les points de maille d'un modèle générique du 10 sujet. De même que précédemment, ces paramètres de localisation peuvent ensuite être affinés par itération au cours d'étapes ultérieures (cl) (c2) si nécessaire. Dans ce dernier cas, dans une première variante, la détection des 15 points caractéristiques au cours de l'étape (d) peut consister en une recherche dans l'image numérisée d'un objet ressemblant à un modèle générique existant du sujet, cette recherche s'affranchissant des transformations de translation, de rotation et d'homothétie dans le plan, 20 Il s'agit par exemple d'une comparaison réalisée par appariement des points du modèle avec des points caractéristiques de l'image ou par une comparaison pixel par pixel du modèle avec l'image. Dans une autre variante, les points caractéristiques de l'image 25 peuvent être extraits directement de l'image numérisée. Les points caractéristiques seront par exemple choisis en fonction de leur singularité (arêtes, coins, variations brusques de couleurs...), afin de permettre la reconstitution de l'image. Dans ce cas, la signature locale (pixels situés à proximité immédiate du point caractéristique) des 30 points caractéristiques est de préférence invariante en translation, rotation, homothétie dans l'espace image. Le procédé selon l'invention ne traite alors que certains points caractéristiques de l'image, appelés indices locaux, et non l'ensemble des points de l'image. Il en résulte une réduction supplémentaire du 35 volume de données à traiter et un gain en temps de calcul. 2907298 4 De préférence, le procédé de transmission selon l'invention comprend : (A) une phase d'initialisation correspondant à la mise en oeuvre des étapes (a) à (g) précédemment décrites pour une image prise à un 5 instant initial to, (B) une phase d'itérations correspondant à la mise en oeuvre des étapes suivantes à des instants t séparés d'un intervalle de temps dt : (a') prise d'image du sujet au moyen d'un dispositif de prise d'images, (b') numérisation de l'image prise, 10 (c') mise en mémoire de l'image numérisée, (d') détection des changements intervenus dans l'image par rapport à l'instant précédent, (e') calcul des paramètres de localisation et d'animation, (f) réalisation d'une image de synthèse en appliquant les paramètres 15 de localisation et d'animation à un modèle générique, (g') transmission desdits paramètres de localisation et d'animation à un dispositif de production d'images numériques afin de reconstituer une image. 20 Dans un premier mode de réalisation, l'étape de détection (d') consiste en la détection des changements entre l'image numérisée courante et l'image numérisée à l'étape précédente. Dans ce cas, l'étape de calcul (e') des paramètres de localisation et d'animation consiste à apparier les points correspondants qui ont changés entre les deux 25 images. Ces points correspondants peuvent être constitués soit de l'ensemble des pixels de l'image, soit de points caractéristiques. Comme il est possible d'identifier de manière connue les points rigides (fixes) et élastiques (mobiles) d'une image, les paramètres d'animation pourront par exemple être définis par le déplacement des 30 points élastiques entre deux images prises aux instants t et t+dt. Ces paramètres d'animation peuvent être des paramètres 2D ou 3D, utilisant par exemple un modèle générique corrigé. Dans un second mode de réalisation, l'étape de détection (d') 35 consiste en la détection des changements entre l'image numérisée courante et l'image de synthèse générée à l'aide d'un modèle générique 2907298 5 du sujet. L'étape (e') de calcul consiste alors à apparier les points correspondants qui ont changés entre l'image courante et le modèle. Une fois les paramètres d'animation calculés, ils peuvent être 5 utilisés, par exemple, pour : animer une image, ou un avatar en 2 dimensions (visage d'une personne, personnage de bande dessinée, animal, ou tout autre sujet vivant ou que l'on désire animer). Ces paramètres d'animation peuvent bien entendus également 10 être utilisés pour l'animation d'un avatar en 3 dimensions, - numériser un sujet en trois dimensions, - reproduire l'image du sujet par transformation d'un modèle générique connu, ..., - la reconnaissance et authentification par biométrie. 15 Avantageusement, le procédé de transmission selon l'invention comprend entre les étapes (f) et (g) et/ou entre les étapes (f') et (g'), les étapes de : (c 1) correction desdits paramètres de localisation et/ ou 20 animation par comparaison de l'image de synthèse avec l'image mémorisée à l'étape (c), respectivement (cl, (c2) réitération des étapes (e),(f), (cl), respectivement des étapes (el, (f') (cl), selon un nombre d'itérations N, N étant un entier supérieur ou égal à zéro déterminé en fonction de la qualité de perception 25 souhaitée. Les paramètres de localisation et/ou d'animation peuvent ainsi être affinés permettant d'améliorer la qualité de l'image reproduite. Avantageusement, la reconstitution de l'image à l'étape (g, g') 30 comprend l'application des paramètres de localisation et/ou d'animation à un modèle générique préenregistré ou transmis. Avantageusement, l'étape (g, g') de transmission est réalisée via un canal dédié à la transmission d'autres données. Avantageusement, l'étape (g, g') de transmission est réalisée via un canal audio, de préférence un canal utilisé en téléphonie mobile. 35 2907298 6 La transmission d'un son de qualité moyenne en téléphonie mobile, par exemple par la norme GSM, nécessite environ 15kbits par seconde. Le surcoût de données à transmettre en utilisant le procédé selon l'invention est alors quasiment négligeable ( REVENDICATIONS 1. Procédé de transmission d'image(s) d'un sujet (objet, animal ou personne) comprenant les étapes de : (a) prise d'image du sujet au moyen d'un dispositif de prise d'images, (b) numérisation de l'image prise, (c) mise en mémoire de l'image numérisée, (d) détection de points du sujet de l'image, (e) calcul des paramètres de localisation des points détectés, (f) réalisation d'une image de synthèse en appliquant les paramètres de localisation à un modèle générique du sujet, (g) transmission desdits paramètres de localisation à un dispositif de production d'images numériques afin de reconstituer une image. 2. Procédé de transmission selon la revendication 1, lequel comprend : (A) une phase d'initialisation correspondant à la mise en oeuvre des étapes (a) à (g) pour une image prise à un instant initial to, (B) une phase d'itérations correspondant à la mise en oeuvre des étapes suivantes à des instants t séparés d'un intervalle de temps dt : (a') prise d'image du sujet au moyen d'un dispositif de prise d'images, (b') numérisation de l'image prise, (c') mise en mémoire de l'image numérisée, (d') détection des changements intervenus dans l'image par rapport à l'instant précédent, (e') calcul des paramètres de localisation et d'animation, (f) réalisation d'une image de synthèse en appliquant les paramètres de localisation et d'animation à un modèle générique, (g') transmission desdits paramètres de localisation et d'animation à un dispositif de production d'images numériques afin de reconstituer une image. 3. Procédé de transmission selon la revendication 1 ou 2, lequel comprend entre les étapes (f) et (g) et/ou entre les étapes (f) et (g'), les étapes de : (cl) correction desdits paramètres de localisation et/ou animation par comparaison de l'image de synthèse avec l'image mémorisée à l'étape (c), respectivement (c'), 2907298 20 (c2) réitération des étapes (e),(f), (cl), respectivement des étapes (el, (f') (c 1), selon un nombre d'itérations N, N étant un entier supérieur ou égal à zéro déterminé en fonction de la qualité de perception souhaitée. 5 4. Procédé de transmission selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la reconstitution de l'image à l'étape (g, g') comprend l'application des paramètres de localisation à un modèle générique préenregistré ou transmis. 10 5. Procédé de transmission selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'étape (g, g') de transmission est réalisée via un canal dédié à la transmission d'autres données. 6. Procédé de transmission selon la revendication 5, dans lequel l'étape 15 (g, g') de transmission est réalisée via un canal audio, de préférence un canal utilisé en téléphonie mobile. 7. Procédé de transmission selon la revendication 5 ou 6, dans lequel au cours de l'étape (g, g') de transmission, les informations sont 20 transmises par paquets introduits dans des paquets de données auxquelles le canal est dédié. 8. Procédé de transmission selon la revendication 7, dans lequel chaque paquet de données d'information est crypté. 25 9. Procédé de transmission selon la revendication 8, dans lequel les informations transmises sont cryptées de la manière suivante : (1) on transmet une première clé de cryptage au dispositif de production d'images à un emplacement prédéterminé d'un paquet de données 30 auxquelles le canal est dédié, cet emplacement étant prédéterminé par une clé publique suivant un algorithme dépendant de la clé publique, (2) le dispositif de production d'images transmet en retour une deuxième clé de cryptage à un emplacement prédéterminé d'un paquet de données auxquelles le canal est dédié, cet emplacement étant 35 prédéterminé par la clé publique suivant un algorithme dépendant de cette clé publique, 2907298 21 (3) chaque paquet d'informations est crypté dans un paquet de données auxquelles le canal est dédié au moyen de ces deux clés, de la clé publique et de l'algorithme. 5 10. Procédé de transmission selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel l'étape (g, g') de transmission comprend l'envoi d'un signal d'identification et/ou d'authentification de l'image du sujet. 11. Dispositif de transmission d'images (1) comportant un module de 10 mémorisation de données (10), un dispositif de prise d'images (11) et un émetteur (12) destiné à la transmission de données commandés par un module de gestion (13) programmable, caractérisé en ce que le module de gestion est programmé de manière à mettre en oeuvre le procédé de transmission d'images selon l'une des revendications 1 à 10. 15 12. Dispositif de transmission d'images selon la revendication 11 consistant en un téléphone mobile. 13. Dispositif de production d'images (2) compatible avec un dispositif 20 de transmission d'images (1) selon la revendication 11 ou 12, comportant un module de gestion (23) programmable, un module de mémorisation de données (20) et un dispositif de visualisation d'images numériques (21), caractérisé en ce qu'il comprend un récepteur (22) apte à recevoir les données transmises par un dispositif de transmission 25 d'images selon la revendication 11 ou 12, et en ce que le module de gestion (23) est programmé de manière à utiliser les paramètres de localisation et/ ou d'animation reçus par le récepteur afin de reproduire, animer ou de transformer une image, et à afficher l'image reproduite, animée ou transformée au moyen du dispositif de visualisation 30 d'images. 14. Dispositif de production d'images selon la revendication 13, dans lequel le module de gestion est programmé de manière à reproduire l'image à partir des paramètres de localisation et/ ou d'animation reçus 35 par le récepteur. 2907298 22 15 Dispositif de production d'images selon la revendication 13, dans lequel le module de gestion est programmé de manière à choisir l'image à animer ou à transformer parmi une banque d'images contenue dans le module de mémorisation de données. 16. Dispositif de production d'images selon l'une des revendications 13 à 15, lequel comprend un module d'enregistrement conçu de manière à permettre l'enregistrement de l'image animée ou transformée, ou de paramètres de localisation et/ ou d'animation. 10 17. Dispositif de production d'images selon l'une des revendications 13 à 16 consistant en un téléphone mobile pourvu d'un écran formant un dispositif de visualisation d'images. 15 18. Dispositif de production d'images selon l'une des revendications 13 à 16 dans lequel le module de gestion programmable est un ordinateur, et le dispositif de visualisation d'images est un projecteur commandé par l'ordinateur et apte à projeter les images animées reproduites. 5 20