Brevet FR2913779A1 — publié le 20080919

DISPOSITIF POUR L'ACQUISITION D'IMAGE DE TÉLÉSURVEILLANCE La présente invention concerne le domaine de la télésurveillance. Elle concerne plus particulièrement un 5 dispositif pour l'acquisition d'images de télésurveillance. De tels équipements comprennent généralement une caméra avec une focale fixe ou un zoom fournissant des images à un centre de surveillance distant, ou à un serveur 10 procédant à une analyse automatique de l'image transmise par la caméra. L'efficacité de la surveillance, qu'elle soit automatique ou par l'intermédiaire d'un opérateur humain, 15 dépendra bien sur de la qualité de l'image transmise, et plus particulièrement de la qualité des parties variables de l'image susceptible de correspondre à une menace, intrusion ou objet anormal. 20 Pour la surveillance de zones étendues en forme de couloir s'étendant depuis un point rapproché d'un dispositif de capture d'images, jusqu'à un point distal éloigné, les équipements connus sont mal adaptés à des traitements ultérieurs d'analyse d'images permettant de fournir des 25 informations de perception. En effet, un objet observé proche se traduira sur l'image par une forme de très grande dimension, alors que le même objet se traduira sur l'image par une forme minuscule 30 lorsqu'il est éloigné, alors même qu'il s'agit du même objet. Cette situation nécessite des retraitements de l'image avant analyse, et rend parfois la perception automatique imprécise ou défectueuse. Cette perception imprécise peut notamment se traduire par de fausses alertes 35 ou des omissions d'alertes. On connaît dans l'état de la technique l'utilisation d'optiques grand angle ou d'optiques anamorphiques permettant d'observer de grandes étendues, mais le problème de l'analyse automatique reste le même, voire est aggravé. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif pour l'acquisition d'images de télésurveillance qui soit adapté à la surveillance de longues étendues en fournissant une image adaptée à un traitement ultérieur d'analyse d'images. À cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un dispositif pour l'acquisition d'images de télésurveillance, destiné à l'observation d'une zone étendue, comportant N objectifs ON surveillant la zone étendue, N étant compris entre 2 et 5. Chacun des N objectifs ON étant orientés pour observer une partie PN de la zone étendue s'étendant entre une distance DproX, N et une distance Delo, N dudit dispositif, DproX, N et Delo, N étant respectivement supérieure à DproX, N_, et Delo, chaque objectif ON recueillant une image IN et présentant une focale FN déterminée afin que la dimension d'un objet de référence sur l'image IN lorsqu'il est placé au centre de la partie PN soit sensiblement identique pour tous les objectifs. Ainsi, le dispositif permet de conserver des proportions similaires entre l'objet et son environnement. Par conséquent, l'image d'un objet obtenu au moyen de l'invention conserve la qualité nécessaire à un traitement d'analyse quel que soit l'éloignement de l'objet par rapport au dispositif. Avantageusement, le dispositif comprend des moyens d'agrégation des images IN fournies par chacun des n objectifs ON afin de former une image unique. Ainsi, la totalité des images obtenues par le 5 dispositif peut être visionnée sur un même écran. Avantageusement, le dispositif comprend N caméras équipées chacune d'un desdits objectifs ON. 10 Avantageusement, le dispositif comprend un centre de traitement des images IN et/ou de l'image unique procédant à un traitement perceptif, ledit traitement perceptif permettant d'obtenir des informations de position, de vitesse, de forme ou encore de comportement. À cet effet, le 15 centre de traitement possède des moyens de calcul de la position réelle d'un objet observé en fonction de la position dudit objet dans l'image unique et/ou dans une image IN, et de la focale FNde l'objectif ON correspondant à la portion de l'image unique dans laquelle se situe ledit 20 objet ou correspondant à l'image IN. Le dispositif comporte en outre des moyens de calcul de la vitesse de déplacement d'un objet. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un 25 équipement de télésurveillance mobile constitué par un châssis mobile muni d'un mat télescopique présentant à son extrémité au moins un dispositif de capture d'images selon le premier aspect de l'invention. 30 Avantageusement, le mât télescopique supporte en outre une caméra mobile assurant un balayage d'une surface incluant ladite zone étendue. Avantageusement, l'équipement comprend des moyens de 35 commande de ladite caméra mobile contrôlés en fonction des informations fournies par le dispositif de capture d'images. Enfin, selon un troisième aspect, l'invention concerne un système de surveillance comportant une pluralité d'équipement de télésurveillance selon le deuxième aspect de l'invention, lesdits équipements étant disposés de façon à ce que les zones étendues correspondant à chacun des dispositifs pour l'acquisition d'images de télésurveillance délimitent une enclave surveillée. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble d'un équipement 15 de surveillance mobile selon l'invention ; - la figure 2a est une représentation schématique d'un dispositif de capture d'images selon l'invention ; - la figure 2b est une vue en perspective d'un dispositif de capture d'image selon l'invention ; 20 - la figure 3 représente un exemple d'image unique agrégée obtenu avec un tel dispositif de capture d'images ; - la figure 4 est une vue schématique de dessus d'une zone étendue surveillée par un dispositif selon l'invention ; et 25 - la figure 5 représente un exemple de schéma d'implantation vue de dessus d'un système de surveillance selon l'invention. La figure 1 représente une vue d'ensemble d'un 30 équipement mobile 1 selon l'invention. L'équipement 1 est constitué par un châssis 2 surmonté par un mât télescopique 3. Le châssis 2 est muni de roues 4 permettant audit équipement 1 de se mouvoir. 35 Le mât 3 présente à son extrémité supérieure au moins un dispositif 5 de capture d'images, illustré de façon détaillée sur les figures 2a et 2b. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le mât 3 supporte également une caméra mobile 6. Pour transmettre les images à une unité de surveillance à distance, l'équipement 1 est équipé de moyens de communication, s'appuyant par exemple sur des technologies par ondes radio, telles que les technologies Wifi, Bluetooth, ou encore sur des technologies de communication satellitaire. Dans l'équipement représenté, le châssis 2 est recouvert de panneaux solaires 7 afin d'assurer l'autonomie 15 énergétique de l'équipement 1. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 2a et 2b, le dispositif 5 de capture d'images comporte trois caméras 8a, 8b, 8c montées sur un support 19. Notons 20 toutefois que l'invention ne se limite pas à ce mode de réalisation, et l'on pourra prévoir un dispositif comportant N caméras, par exemple de 2 à 5. Chacune des trois caméras 8a, 8b, 8c est équipée d'un 25 objectif qui est orienté pour observer une partie de la zone étendue 9. À cet effet, chacune des caméras est montée articulée sur ledit support 19 autour d'un axe sensiblement horizontal et des moyens de réglage permettent d'ajuster l'inclinaison des caméras 8a, 8b, 8c. Dans un mode de 30 réalisation particulier de l'invention, les moyens de réglage de l'inclinaison des caméras 8a, 8b, 8c permettent un débattement de l'ordre de 10 . Afin de protéger les caméras 8a, 8b, 8c contre les 35 intempéries, le support 19 est composé d'un caisson à l'intérieur duquel les caméras 8a, 8b, 8c sont placées. Le caisson possède un hublot transparent 10 afin de permettre la capture d'image. En outre, le caisson est équipé d'une casquette 11 surplombant le hublot 10 afin de le protéger. La figure 4 représente schématiquement une zone étendue 9 formant un couloir qui est surveillée par un dispositif 5 selon l'invention. Dans le mode de réalisation représentée, la zone étendue 9 à surveiller s'étend sur une longueur de 100 m, une largeur d'environ 5 m pour une hauteur d'environ 4,50 m. Pour surveiller cette zone, la première caméra 8a est orientée pour observer une partie P1 de la zone étendue qui s'étend sur un intervalle compris entre 0 et 16,6 m, la seconde caméra 8b est orientée pour observer une partie P2 qui s'étend sur l'intervalle compris entre 10 m et 76,5 m et la troisième caméra 8c est orientée pour observer une partie P3 qui s'étend sur un intervalle s'étendant entre 45,8 m et 100 m. Avantageusement, les différentes parties PN de la zone étendue se chevauchent afin de surveiller toute la zone étendue 9 sur une hauteur minimum. La distance focale FN des objectifs des caméras est agencée pour que la dimension d'un même objet de référence soit sensiblement identique lorsqu'il est placé au centre de la partie PN correspondante. 30 On entend par sensiblement identique au sens du présent document des dimensions d'images dont le rapport est compris dans une plage permettant l'utilisation des technologies de traitement d'images et plus précisément 35 compatible avec les capacités de reconnaissance automatique25 d'un objet pouvant présenter selon les circonstances des dimensions différentes. À titre d'exemple, l'image d'un corps humain peut être détectée automatiquement par des traitements basés sur la reconnaissance de forme et de mouvements dans l'image transmise par la caméra, dans certaines limites seulement : lorsque l'image du corps humain est trop petite ou lorsque les déplacement sont trop faibles (situation d'un intrus distant de la caméra), la forme ne sera plus reconnue correctement, et lorsque cette image est trop grande (situation d'un intrus très proche de la caméra), elle conduira également à une reconnaissance altérée. Le rapport entre les images de dimension sensiblement identique est typiquement de l'ordre de 0,7 à 1,3. Dans l'exemple illustré, les distances focales FN des objectifs des caméras 8a, 8b, 8c sont les suivants : première caméra 8a ù f1 = 4,3 mm, deuxième caméra 8b ù f2 7,3 mm et troisième caméra 8c ù f3 = 16 mm. 20 Dans un mode de réalisation préférée, le dispositif 1 pour l'acquisition d'images de télésurveillance comprend des moyens qui permettent d'agréger les images obtenues par les trois caméras 8a, 8b, 8c afin d'obtenir une image unique 12. 25 Ainsi, la surveillance de l'ensemble de la zone étendue 9 peut être réalisée via un seul écran de contrôle 11. Les moyens pour agréger l'image sont des moyens électronique ou informatique. 30 La figure 3 représente un écran de contrôle 11 affichant une image unique 12 théorique obtenue lorsque trois personnes identiques se situent au centre des parties P1, P2 et P3. 35 Par ailleurs, le dispositif est équipé d'un centre de traitement et d'analyse des images In et/ou de l'image unique 12, non représenté. Le centre de traitement utilise des techniques permettant de reconnaître une forme, une vitesse, une configuration spatiale ou un type de mouvement. À cet effet, ledit centre de traitement possède des moyens de calcul de la position réelle d'un objet observé ou de sa vitesse. Ces moyens de calcul utilisent la position dudit objet dans l'image unique ou dans l'image In et la focale FN de l'objectif ON correspondant à la portion de l'image unique dans laquelle se situe ledit objet ou correspondant à l'image In ; afin de déterminer la position et la vitesse de déplacement de l'objet. En outre, le centre de traitement comporte des moyens de traitement perceptif des images qui comparent des comportements observés au moyen des images In acquises avec des algorithmes correspondant à des comportements préenregistrés. Dans le mode de réalisation illustrée sur la figure 5, le système de surveillance comporte deux équipements 1 de télésurveillance disposés à deux coins opposés d'une zone à surveiller 13. Chaque équipement de surveillance 1 comporte deux dispositifs 5 de surveillance orientés à 90 l'un par rapport à l'autre et surveillant une zone étendue 9a, 9b, 9c, 9d en forme de couloir. Les quatre zones 9a, 9b, 9c, 9d en forme de couloir délimitent le contour d'une zone à surveiller 13, également appelée zone enclavée 13. Chaque équipement de surveillance 1 est en outre équipé d'une caméra mobile 6 balayant la zone enclavée 13. Toute personne effectuant une intrusion à l'intérieur 35 de la zone enclavée 13 est nécessairement observée par un des dispositifs 5 de capture d'images. Dans un cas d'intrusion, le centre de traitement d'images délivre une information de franchissement de la zone en couloir. L'information de franchissement de la zone en couloir peut notamment comprendre des indications quant à la position de l'intrus, sa vitesse ou sa taille. Afin de faciliter la surveillance de l'intrus lorsqu'il est dans la zone enclavée, les informations de franchissement de zone fournies par le centre de traitement et d'analyse des images sont utilisées pour la commande d'au moins une caméra mobile 6 qui assure le balayage de la zone enclavée 13. Avantageusement, les informations de franchissement permettent de commander les moyens de déplacement de la caméra mobile 6 et/ou les moyens de réglage de focalisation de la caméra mobile 6. Ainsi, la caméra a pour fonction de prendre le relais des dispositifs de capture d'images lorsque l'intrus a franchi un des zones en couloir 9a, 9b, 9c, 9d et se situe dans ladite zone enclavée 13. Par conséquent, le système selon l'invention permet d'éviter une trop longue période de latence pendant laquelle, l'intrus ne serait pas surveillé, ni par les dispositifs de capture d'image 5, ni par la ou les caméra(s) mobile(s) 6. On notera que le schéma de la figure 5 illustre une implantation du système de surveillance à titre d'exemple. En effet, le système de surveillance peut également être utilisé pour la surveillance d'une zone enclavée délimitée en partie par des obstacles naturels, bâtiment, relief, barrière.35 En outre, lorsque l'étendue de la zone à surveiller est trop importante, on peut disposer plusieurs systèmes selon l'invention quadrillant la zone étendue afin de limiter la longueur des zones étendues 9 surveillées par les 5 dispositifs 5 de capture d'images selon l'invention. REVENDICATIONS 1 û Dispositif (5) pour l'acquisition d'images de télésurveillance, destiné à l'observation d'une zone étendue (9), caractérisé en ce qu'il comporte N objectifs ON surveillant la zone étendue (9), N étant compris entre 2 et 5, chacun des N objectifs ON étant orientés pour observer une partie PN de la zone étendue (9) s'étendant entre une distance Dprox, N et une distance Delo, N dudit dispositif (5), DproX N et Delo, N étant respectivement supérieure à DproX N-1 et Delo, N1 , chaque objectif ON recueillant une image IN et présentant une focale FN déterminée afin que la dimension d'un objet de référence sur l'image IN lorsqu'il est placé au centre de la partie PN soit sensiblement identique pour tous les objectifs ON. 2 - Dispositif (5) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'agrégation des images IN fournies par chacun des n objectifs ON afin de former une image unique (12). 3 ù Dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend N caméras équipées chacune d'un desdits objectifs ON. 4 ù Dispositif (5) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un centre de traitement des images IN et/ou de l'image unique (12) procédant à un traitement perceptif. 30 5 û Dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le centre de traitement possède des moyens de calcul de la position réelle d'un objet observé en fonction de la position dudit 35 objet dans l'image unique (12) et/ou dans une image IN, et25de la focale FN de l'objectif ON correspondant à la portion de l'image unique (12) dans laquelle se situe ledit objet ou correspondant à l'image IN. 6 ù Dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de calcul de la vitesse de déplacement d'un objet. 7 ù Équipement (1) de télésurveillance mobile constitué par un châssis (2) mobile muni d'un mat télescopique (3) présentant à son extrémité au moins un dispositif (5) de capture d'images, caractérisé en ce que ledit dispositif (5) comporte N objectifs surveillant la zone étendue, N étant compris entre 2 et 5, chacun des N objectifs ON étant orienté pour observer une partie PN de la zone étendue s'étendant entre une distance DproX, N et une distance Delo, N dudit dispositif (5), DproX, N et Delo, N étant respectivement supérieure à DproX, N-1 et Delo, N_, , chaque objectif ON recueillant une image IN et présentant une focale FN déterminée afin que la dimension d'un objet de référence sur l'image IN lorsqu'il est placé au centre de la partie PN soit sensiblement identique pour tous les objectifs. 8 ù Équipement (1) de télésurveillance mobile selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit mât télescopique (3) supporte en outre une caméra (6) mobile assurant un balayage d'une surface incluant ladite zone étendue (9). 9 ù Équipement (1) de télésurveillance mobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande de ladite caméra mobile (6) contrôlés en fonction des informations fournies par le dispositif de capture d'images (1).10 ù Système de surveillance caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'équipements (1) de télésurveillance mobile constitué par un châssis (2) mobile muni d'un mat télescopique (3) présentant à son extrémité un dispositif (5) pour l'acquisition d'images comportant N objectifs surveillant la zone étendue (9), N étant compris entre 2 et 5, chacun des N objectifs ON étant orienté pour observer une partie PN de la zone étendue (9) s'étendant entre une distance Dprox, N et une distance Delo, N dudit dispositif (5), DproX N et Delo, N étant respectivement supérieure à DproX N_1 et Delo, N-1 , chaque objectif ON recueillant une image IN et présentant une focale FN déterminée afin que la dimension d'un objet de référence sur l'image IN lorsqu'il est placé au centre de la partie PN soit sensiblement identique pour tous les objectifs et en ce que lesdits équipements (1) sont disposés de façon à ce que les zones étendues (9a, 9b, 9c, 9d) correspondant à chacun des dispositifs (5) délimitent une enclave surveillée (13).20