Brevet FR2915816A1 — publié le 20081107

La présente invention se rapporte au domaine de l'acquisition d'image à l'aide d'un appareil doté d'un objectif photographique. De nombreux modèles d'appareils photo numérique sont actuellement sur le marché. L'image est projetée dans l'appareil sur un capteur CCD ou CMOS, convertie en données numériques et stockée dans une mémoire. Grâce à la technologie numérique, l'utilisateur prend une photographie et peut la voir immédiatement après sur un petit écran généralement situé sur la face arrière de l'appareil. L'utilisateur vérifie la io qualité de l'image affichée et décide soit de garder la photographie en la mémorisant dans un support amovible, soit de l'effacer. La plupart des appareils possèdent maintenant un zoom numérique et un zoom analogique. Le zoom numérique consiste à ne prendre qu'une partie des données numériques converties par le capteur CCD ou CMOS. 15 Généralement, c'est la partie centrale, la partie périphérique de l'image numérique acquise n'est pas conservée dans les données de la photographie. Le zoom analogique agit sur la partie optique de l'appareil photo, il permet d'agrandir et de diminuer la largeur du champ d'image qui atteint le capteur CCD ou CMOS. Dans le cas d'un zoom numérique, l'agrandissement fait 20 perdre de la précision car une partie seulement des données issues du capteur n'est gardée. Les données numériques correspondant à la photographie prise sont incorporées dans un fichier que l'on peut transférer vers un ordinateur. L'ordinateur permet de les mémoriser dans un album, et de les afficher à la demande. 25 Généralement la mise au point de l'image s'effectue au moment où l'utilisateur appuie sur le bouton de prise de vues. La mise au point est réglée sur l'objet qui se situe au milieu de l'image perçue par les capteurs. Certains appareils sont capables de détecter automatiquement une silhouette au sein de l'image et d'en déterminer l'éloignement par rapport à l'appareil photo. 30 L'appareil règle alors la distance focale pour que la silhouette détectée soit nette. Mais, cette option est figée dans le fonctionnement de l'appareil, il existe donc un réel besoin de rendre plus souple la possibilité de mettre au point une photographie en se focalisant sur des zones d'intérêts déterminées. L'invention a pour objet un procédé d'acquisition d'une image par un appareil apte à acquérir une image comprenant un objectif dont la distance focale est réglable, comportant une étape d'acquisition d'une première image avec une première distance focale calculée à partir de l'objet au centre de l'image et une étape d'introduction d'une commande de prise d'une photographie ; caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : -introduction d'une commande pour sélectionner une caractéristique visuelle parmi plusieurs caractéristiques visuelles, io - détection au sein de la première image d'au moins une zone possédant la caractéristique visuelle sélectionnée, l'étape d'introduction d'une commande de prise d'une photographie déclenchant le calcul d'une nouvelle distance focale en se basant sur une zone détectée, l'acquisition d'une seconde image en réglant l'objectif avec cette 15 nouvelle distance focale et, la mémorisation des données de cette seconde image en les associant à la commande de prise de photographie. Ainsi, la distance focale de la photographie associée à la commande de prise de vue est automatiquement calculée à l'aide d'une caractéristique visuelle sélectionnée par l'utilisateur. De cette manière, l'utilisateur peut 20 sélectionner le type d'objet ayant le plus d'intérêt et qui ne doit pas être flou dans la photographie finale. Selon un premier perfectionnement, si plusieurs zones possédant la caractéristique sélectionnée sont détectées dans la première image, alors l'utilisateur peut introduire une commande pour sélectionner la zone utilisée 25 pour régler la distance focale. De cette manière, l'utilisateur choisit précisément l'objet ayant le plus d'intérêt et qui ne doit pas être flou dans la photographie finale. Selon un autre perfectionnement, l'appareil photographique affiche plusieurs secondes images, chacune de ces secondes images étant focalisée sur une zone différente. L'utilisateur sélectionne une 30 seconde image en introduisant une simple commande lorsque cette seconde image est affichée. De cette manière, il suffit d'une simple touche pour sélectionner l'objet ayant le plus d'intérêt. Selon un autre perfectionnement, l'appareil photographique enregistre une partie de la seconde image délimitée par la zone, les données enregistrées représentent alors l'image acquise. De cette manière, la quantité de données pour le stockage des photographies est optimisée. Selon un autre perfectionnement, un zoom optique agrandit la seconde image, la partie d'image agrandie comportant la zone possédant la caractéristique sélectionnée par l'utilisateur. De cette manière, l'image ainsi mémorisée possède une meilleure définition. Selon un autre perfectionnement, l'appareil photographique mémorise la partie d'image délimitée par la zone io avec la précision maximale d'encodage. De cette manière, cette partie d'image peut être reproduite avec une meilleure définition. Selon un autre perfectionnement, l'appareil photographique mémorise aussi la totalité de la première image, la première et la seconde image enregistrée représentant l'image acquise. De cette manière, l'utilisateur peut au choix visualiser l'image 15 dont la distance focale est calculée à partir de l'objet au centre, ou l'image dont la distance focale est calculée sur un objet possédant une caractéristique visuelle déterminée. Selon un autre perfectionnement, l'appareil comporte un moyen de connexion informatique permettant de télécharger un programme pour la 20 détection d'une caractéristique visuelle. Une fois téléchargé, ce programme peut être sélectionné en vue de calculer la distance focale sur un objet possédant cette caractéristique visuelle. De cette manière, l'appareil photographique peut augmenter ses capacités de détection. 25 L'invention a également pour objet un appareil d'acquisition d'images comportant un moyen d'introduction d'une commande, un objectif dont la distance focale est réglable, et un moyen d'acquisition d'une première image avec une première distance focale calculée à partir de l'objet au centre de l'image ; caractérisé en ce que le moyen d'introduction permet de sélectionner 30 une caractéristique visuelle parmi plusieurs caractéristiques visuelles, et en ce qu'il comporte un moyen de détection au sein de la première image d'au moins une zone possédant la caractéristique sélectionnée, une commande de prise d'une photographie introduite sur le moyen d'introduction déclenchant le réglage de la distance focale de l'objectif sur une zone détectée, l'acquisition d'une seconde image avec la nouvelle distance focale, et la mémorisation des données de cette seconde image en les associant à la commande de prise de photographie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront maintenant avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en se référant aux figures annexées qui représentent : io - les figures 1.a et 1.b représentent une vue avant et une vue arrière d'un appareil photo pour la mise en oeuvre d'un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 un exemple d'ordinogramme des principales étapes effectuées pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention, 15 - les figures 3.a , 3.b et 3.c montrent des apparences d'écran affichées par l'appareil photo avec des distances focales calculées sur divers objets. On décrira tout d'abord le fonctionnement d'un appareil photo numérique 1, tel que le montrent les figures 1.a et 1.b. L'appareil photo est un 20 exemple de moyen d'acquisition d'une image, il va de soi que tout autre moyen d'acquisition d'image tel qu'un magnétoscope, une caméra, un outil de vidéoconférence, ... entre dans le domaine de la présente invention. Les figures 1.a et 1.b montrent une vue de face et une vue de l'arrière d'un appareil photo. Nous allons tout d'abord lister les principaux éléments permettant la 25 mise en oeuvre de la présente invention. Extérieurement, l'appareil photo numérique 1 comporte un objectif 2, un écran 3 de technologie LCD ou OLED, un module mémoire éventuellement amovible 4, et des boutons 5 d'introduction de commande, de navigation (typiquement quatre touches de direction : 4, T, 4 et F) et de réglage. Les 30 boutons permettent entre autres de placer l'appareil 1 soit en mode prise de vues où l'écran 3 visualise l'image détectée par les capteurs CCD, soit en mode reproduction de contenus mémorisés où les images enregistrées dans le module mémoire 4 sont affichées sur l'écran 3. L'appareil photo 1 dispose également d'une unité centrale (non représentée) directement connectée à une mémoire de programme pour la gestion des commandes et la numérisation des images. Selon certains modèles, les commandes sont accessibles par des icônes affichées sur l'écran 3. Une icône est mise en évidence et la fonction associée est exécutée en appuyant sur la touche OK . L'appareil photo 1 dispose de nombreux modes de prises de vue dont celui permettant d'enregistrer une photographie avec son environnement sonore, appelé Prise de photo avec le son . Il est également possible d'enregistrer une séquence sonore à l'aide d'un microphone 6 disposé sur la face avant et de la restituer io par un petit haut parleur 7 lors de la reproduction des séquences audiovisuelles enregistrées dans l'appareil photo 1. Optionnellement, l'appareil photo comporte un connecteur 8 permettant d'établir une connexion informatique avec un autre appareil, par exemple un ordinateur portable et ainsi de transmettre des contenus visuels et sonores. 15 Typiquement, la communication s'effectue par une liaison USB. Les photos sont enregistrées dans des fichiers qui sont transférés vers l'ordinateur. L'utilisateur peut ainsi voir ses photos sur un grand écran et écouter les contenus sonores par des hauts parleurs reliés à un ordinateur. Après avoir détaillé les principaux composants d'un exemple d'appareil 20 pour la mise de l'invention, nous allons expliciter comment ceux-ci coopèrent. L'ordinogramme de la figure 2 décrit le déroulement des principales étapes du procédé selon un exemple de réalisation de l'invention. A l'étape 2.1, l'utilisateur met en marche son appareil photo 1, l'objectif 25 2 est extrait de son logement et si l'appareil est dans le mode prise de vues , l'écran 3 affiche l'image captée par l'objectif 2. L'utilisateur appuie sur une touche configuration et fait apparaître le menu permettant d'initialiser les paramètres de configuration. Dans le menu Choix d'une caractéristique visuelle , il sélectionne une caractéristique visuelle éventuellement présente 30 dans l'image captée par l'objectif (étape 2.2). Ce menu présente les caractéristiques visuelles détectables dans des zones d'image, chaque caractéristique correspondant à un algorithme spécifique de détection : - détection de visage (la zone visée correspond à un visage), - détection de silhouette (la zone visée correspond à une silhouette), - détection d'un arbre (la zone visée correspond à un arbre entier), - détection d'un pic rocheux (la zone visée correspond à un pic), - détection d'un bâtiment (la zone visée correspond à une façade d'un bâtiment, ou un bâtiment entier en vue aérienne), détection de texte (la zone visée correspond à un document comprenant du texte). La sélection consiste à mettre graphiquement en évidence la caractéristique visuelle et à appuyer sur la touche OK. io L'utilisateur désire prendre une photographie et configure son appareil photographique en sélectionnant par un bouton le mode de fonctionnement focalisation sur caractéristique déterminée . L'appareil fait l'acquisition de l'image devant l'objectif et affiche les données d'image sur l'écran 3 (étape 2.4). Selon un mode préféré de réalisation, la détection automatique de la 15 caractéristique visuelle sélectionnée s'effectue constamment sur l'image devant l'objectif, sans que l'utilisateur introduise une commande. La distance focale est alors, soit fixée par défaut à l'infini, soit réglée sur l'objet au centre de l'image. Une variante consiste en ce que la détection s'effectue lorsque l'utilisateur presse légèrement le bouton de prise de vue (étape 2.3). De cette 20 façon, le processeur exécutant le logiciel de détection n'est actif qu'au moment de la prise de vue, économisant ainsi la source d'énergie de l'appareil. Le module logiciel détectant la caractéristique visuelle prend en compte le fait que des parties d'image peuvent être floues. Le module logiciel analyse en permanence l'image afin de déterminer s'il existe dans cette image au moins 25 une zone possédant la caractéristique visuelle initialement programmée (étape 2.5). Typiquement, l'étape d'analyse dure 40 millisecondes au maximum, de cette façon il est possible de rafraichir l'écran 25 fois par secondes en affichant les zones détectées en temps réel. Si aucune zone de l'image ne comporte la caractéristique visuelle alors la focalisation va s'effectuer sur la partie centrale 30 de l'écran (étape 2.6). Sinon, la distance focale est calculée sur la zone détectée (étape 2.7) et la partie mécanique de l'objectif est sollicitée pour prendre en compte ce réglage. A l'étape 2.8, l'utilisateur appuie sur le bouton de prise de vue ce qui déclenche l'acquisition de l'image devant l'objectif suivi à l'étape 2.9, de la mémorisation de la photographie. Les figures 3.a, 3.b et 3.0 illustrent la façon dont s'effectue la focalisation en fonction de plusieurs types d'images affichées. La figure 3.a illustre une image détectée par le capteur CCD avec une fenêtre de focalisation au centre de l'image. La cellule de mise au point est réglée pour calculer la distance focale sur l'objet au milieu de l'image. Ce réglage est par défaut lorsqu'aucun objet n'est détecté dans la fenêtre de détection. io La figure 3.b illustre la même image détectée par le capteur CCD que précédemment, mais la fenêtre de focalisation est fixée sur un objet qui n'est pas au centre de l'image. L'appareil photo a détecté la présence d'un visage dans la partie droite de l'image, et a placé la fenêtre de focalisation sur l'objet. La distance focale est ainsi calculée par rapport à la distance entre l'appareil 15 photo et le visage détecté. La figure 3.c illustre une autre image détectée par le capteur CCD comportant deux fenêtres de focalisation sur deux objets différents. Dans ce cas, l'appareil propose à l'utilisateur d'effectuer le choix de l'objet sur lequel s'effectue la focalisation. La figure 3.c montre un cadre graphique de sélection 20 sur l'objet proposé en priorité par l'appareil. Si l'utilisateur désire changer d'objets, il déplace le cadre graphique de sélection à l'aide des touches de sélection. En appuyant sur le bouton de prise de vue, la focalisation s'effectue sur l'objet sélectionné. Selon un perfectionnement, l'unité centrale analyse l'image acquise par 25 les capteurs, détermine s'il existe une ou plusieurs zones possédant la caractéristique visuelle initialement programmée et affiche sur l'écran 3 l'image acquise avec des repères visuels délimitant les zones détectées. Cet affichage est particulièrement didactique puisque l'utilisateur peut voir facilement les zones détectées et constater que l'image (en dehors d'une zone) est floue. Si 30 plusieurs zones sont détectées, alors l'écran affiche des identificateurs visuels permettant à l'utilisateur de sélectionner la zone sur laquelle s'effectue la focalisation. Selon un mode préféré de réalisation, l'utilisateur sélectionne une zone avec les touches de direction déplaçant une distinction graphique d'une zone à une autre. La touche Select validant le choix de la zone mise ainsi en évidence. Une autre façon de faire consiste en ce que chaque zone est identifiée par un numéro, l'utilisateur prononce le bon numéro. Le son est reçu par le microphone, un moteur de reconnaissance vocale embarqué dans la mémoire de programme analyse le son et reconnaît le numéro prononcé. Alors, le repère visuel de la zone identifiée par ce numéro change d'aspect, typiquement le cadre change de couleur, et le réglage de focale se base sur la zone sélectionnée par l'utilisateur. Si les objets se déplacent dans l'image reçue par l'appareil, les zones identifiant lesdits objets se déplacent de la io même façon sur l'écran 3. La mise en évidence des objets permet à l'utilisateur de cadrer la photo pour que les zones détectées soient présentes à des endroits intéressants, le plus fréquemment : au centre de l'écran. D'autres méthodes de sélection de zones sont possibles, notamment en équipant l'appareil 1 d'un écran tactile et en appuyant dans la zone délimitée par le 15 repère visuel. Une autre méthode consiste en ce que l'unité centrale sélectionne successivement les objets de l'image captée présentant la caractéristique visuelle sélectionnée et positionne sur chaque objet une distinction visuelle, typiquement un cadre. En même temps, l'image affichée sur l'écran est focalisé sur l'objet mis ainsi en évidence. Puis, après une durée 20 déterminée, typiquement une seconde, un autre objet est mis en évidence. L'ensemble des objets défile ainsi en carrousel qui s'arrête lors de la sélection d'un objet par l'utilisateur. La sélection peut s'effectuer en appuyant sur la touche OK , ou plus simplement en appuyant à fond sur le bouton de prise de vue ce qui déclenche la prise de la photographie. Avantageusement, lors du 25 carrousel, un signal sonore est émis à chaque changement d'objet. Avantageusement, l'écran 3 affiche la première image dont la distance focale est calculée à partir de l'objet au centre de l'image, même si cet objet ne possède pas de caractéristique visuelle. Puis, après l'émission d'un signal sonore, l'écran 3 affiche une seconde image acquise avec la distance focale 30 réglée sur un objet possédant la caractéristique visuelle sélectionnée par l'utilisateur. De cette manière, la priorité est donnée à la focalisation manuelle puis, c'est l'algorithme de détection de caractéristique visuelle qui prend la main et sélectionne les objets pour le calcul de la focale. Selon une variante, la caractéristique visuelle sélectionnée par l'utilisateur détermine la zone de l'image prise pour la photographie. Supposons par exemple, une image comportant de nombreux objets dont plusieurs personnes, si la caractéristique visuelle est une silhouette, la photographie prise est cadrée sur un individu particulier, et seule cette silhouette est mémorisée dans l'appareil. De cette façon, l'utilisateur n'a (pratiquement) plus besoin de cadrer les photographies sur une partie de l'image possédant une caractéristique déterminée. L'appareil fait cette io opération automatiquement à l'aide d'un algorithme de détection. Un perfectionnement de cette variante consiste à utiliser le zoom optique pour améliorer la définition, de l'image finalement extraite de l'image captée. Ce perfectionnement n'est utilisable que si l'objet sélectionné par l'appareil est dans la zone centrale de l'image captée. Le zoom optique permet 15 d'améliorer la définition d'un objet pris de loin. Par exemple si les dimensions de la zone de l'objet sont le quart en hauteur et en largeur de l'image au départ, la zone effectivement mémorisée correspond à un seizième de l'image captée. Prenons un zoom optique permettant d'agrandir 3 fois l'image, si la zone de l'objet peut être agrandie dans ces proportions, la perte de qualité 20 n'est que de 9 / 16. Une variante permet de conserver une bonne qualité de l'image finale extraite d'une zone contenant un objet, est d'utiliser la précision maximale. En effet, généralement l'utilisateur règle son appareil photo pour qu'en temps normal, la définition soit moyenne, ce qui permet de minimiser la taille mémoire de la photo acquise et de limiter le temps d'encodage. Selon la 25 variante, le traitement d'encodage ne prend que les pixels de la zone de l'image contenant l'objet et cet encodage s'effectue avec une précision maximale Un perfectionnement consiste à mémoriser deux photographies lors de chaque prise de vue, la photographie dite principale est prise en réglant la 30 focale sur l'objet au milieu de l'image captée. La seconde photographie est celle d'une zone contenant la caractéristique visuelle préalablement sélectionnée par l'utilisateur. Avantageusement, cette seconde photographie s'effectue avec la résolution maximale puisque cette zone contient une caractéristique visuelle qui est sélectionnée par l'utilisateur. Les deux photographies sont mémorisées sous la même référence, l'appui sur une touche lors de la reproduction permet de passer de l'une à l'autre. De cette manière, lors de la reproduction des photographies par un appareil de reproduction, l'utilisateur voit l'image telle qu'il l'a cadrée, et une autre image bénéficiant du cadrage réalisé par l'appareil. Le passage de l'une à l'autre s'effectuant en appuyant sur une touche. L'utilisateur peut ainsi choisir de conserver l'une ou l'autre (ou les deux) des photographies. Un perfectionnement consiste en ce que l'appareil photo utilise le io connecteur 8, qui autorise typiquement une connexion USB, pour télécharger d'un ordinateur de nouveaux logiciels de détection de caractéristiques visuelles. Une fois chargés dans l'appareil, ces logiciels sont identifiés par un nom, par exemple visage , arbre , bâtiment , texte , etc. Un menu affiche les différents identificateurs et les touches de direction permettent la 15 navigation. L'appui sur la touche Select valide le choix de l'utilisateur. Bien que la présente invention ait été décrite en référence aux modes de réalisation particuliers illustrés, celle-ci n'est nullement limitée par ces modes de réalisation, mais ne l'est que par les revendications annexées. 20 L'invention s'applique aussi pour des appareils photo de type Reflex où l'image face à l'objectif est divisée par un prisme pour être visible sur l'oculaire de l'appareil photo. Dans ce cas, l'appareil photo n'a pas besoin d'écran 3 externe mais est capable d'incruster des caractères graphiques à l'image visible dans l'oculaire. On notera bien que tout moyen de navigation équivalent aux touches 25 de direction est susceptible de s'appliquer pour la mise en oeuvre de l'invention. Revendications 1. Procédé d'acquisition d'une image par un appareil apte à acquérir une image (1) comprenant un objectif (2) dont la distance focale est réglable, comportant une étape d'acquisition (2.4) d'une première image avec une première distance focale calculée à partir de l'objet au centre de l'image et une étape d'introduction d'une commande de prise d'une photographie ; caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : - introduction d'une commande (2.2) pour sélectionner une io caractéristique visuelle parmi plusieurs caractéristiques visuelles, - détection (2.5) au sein de la première image d'au moins une zone possédant la caractéristique visuelle sélectionnée, l'étape d'introduction d'une commande de prise d'une photographie déclenchant le calcul (2.7) d'une nouvelle distance focale en se basant sur une 15 zone détectée, l'acquisition (2.8) d'une seconde image en réglant l'objectif avec cette nouvelle distance focale et, la mémorisation (2,9) des données de cette seconde image en les associant à la commande de prise de photographie. 2. Procédé d'acquisition d'une image selon la revendication 1 ; 20 caractérisé en ce que si plusieurs zones possédant la caractéristique sélectionnée sont détectées dans la première image, alors il comporte une étape d'introduction d'une commande pour sélectionner la zone utilisée pour régler la distance focale. 3. Procédé d'acquisition d'une image selon la revendication 2 ; 25 caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'étapes d'affichage de secondes images, chacune des secondes images étant focalisée sur une zone différente, l'étape de sélection consistant à introduire une commande au moment de l'affichage d'une seconde image. 30 4. Procédé d'acquisition d'une image selon l'une quelconque des revendications précédentes ; caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'enregistrement (2.9) de la partie de la seconde image délimitée par la zone, les données enregistrées représentant l'image acquise. 5. Procédé d'acquisition d'une image selon la revendication 4 ; caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'agrandissement de la seconde image à l'aide d'un zoom optique, la partie d'image agrandie comportant la zone possédant la caractéristique sélectionnée. 6. Procédé d'acquisition d'une image selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5 ; caractérisé en ce que l'étape d'enregistrement de la partie d'image délimitée par la zone s'effectue avec la précision maximale d'encodage 7. Procédé d'acquisition d'une image selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 ; caractérisé en ce qu'il comporte une autre étape d'enregistrement qui mémorise la totalité de la première image, les deux images enregistrées représentant l'image acquise. 8. Procédé d'acquisition d'une image selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 ; caractérisé en ce qu'il comporte une étape de téléchargement dans l'appareil (1) d'un élément logiciel permettant de détecter une caractéristique visuelle dans la première image, ce programme étant activé par la commande de sélection. 9. Appareil d'acquisition d'image (1) comportant un moyen d'introduction (5) d'une commande, un objectif (2) dont la distance focale est réglable, et un moyen d'acquisition d'une première image avec une première distance focale calculée à partir de l'objet au centre de l'image ; caractérisé en ce que le moyen d'introduction (5) permet de sélectionner une caractéristique visuelle parmi plusieurs caractéristiques visuelles, et en ce qu'il comporte un moyen de détection au sein de la première image d'au moins une zone possédant la caractéristique sélectionnée, une commande de prise d'une photographie introduite sur le moyen d'introduction (5) déclenchant le réglage de la distance focale de l'objectif sur une zone détectée, l'acquisition d'une seconde image avec la nouvelle distance focale, et la mémorisation desdonnées de cette seconde image en les associant à la commande de prise de photographie.