Brevet FR2940578A1 — publié le 20100625

-1- SYSTEME DE VIDEOSURVEILLANCE UTILISANT UNE CAMERA PANORAMIQUE AJUSTABLE AVEC PARTIE D'IMAGE SELECTIONNABLE DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne les systèmes de vidéosurveillance comprenant au moins une caméra équipée d'un objectif à focale fixe ou variable de type zoom, au moins deux miroirs réfléchissant la scène à surveiller vers la ou les caméras et une unité de traitement numérique d'images vidéo. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE Les caméras utilisées en vidéo surveillance peuvent être équipées d'objectifs offrant un très grand angle et permettant ainsi d'avoir une image panoramique sur 360 degrés, les caméras étant généralement installées en hauteur et orientées verticalement. Les objectifs de type zoom, qui permettent d'ajuster l'angle de visualisation de la caméra, ne permettent malheureusement pas l'obtention de focales très courtes et de ce fait d'avoir une vision panoramique ajustable. Lorsqu'une caméra est équipée d'un objectif grand angle, elle ne peut pas offrir simultanément une vision panoramique et une vision détaillée en haute résolution d'une partie de la scène panoramique vue par la caméra. En résumé les systèmes existants ne permettent pas, avec une seule caméra, d'avoir simultanément : - une vision panoramique sur 360 degrés d'une scène avec un champ de vision vertical ajustable ; - une vision de haute résolution de n'importe qu'elle partie de l'image panoramique. RESUME DE L'INVENTION Le système selon l'invention permet de pallier aux inconvénients rencontrés avec les réalisations susmentionnées en permettant, avec au moins une caméra, d'obtenir simultanément une image horizontale panoramique sur 360° avec un champ de vision vertical ajustable et une image de détail haute résolution de n'importe qu'elle partie de la scène panoramique. A cet effet, le système selon l'invention se caractérise essentiellement en ce que les miroirs, qui sont intercalés entre la scène à surveiller et la ou les caméras, sont constitués, basiquement : - d'un premier miroir, fixe, convexe, qui possède une forme adaptée pour générer, sur le capteur d'image de la caméra qui regarde ledit miroir, une image annulaire qui représente une scène panoramique avec un champ de 360° sur le plan horizontal et un champ vertical variable ; - d'un deuxième miroir, de type plan ou convexe, mobile sur 2 axes orthogonaux, qui est situé au centre du miroir fixe et qui est adapté pour générer, sur le capteur d'image de la caméra qui regarde ledit miroir, une image circulaire, située au centre de l'image annulaire précédente, qui est variable et qui représente n'importe quelle partie de la scène panoramique selon la position de site et d'azimut dudit miroir mobile. Il se caractérise également en ce que l'unité de traitement numérique peut être adaptée pour : - extraire, de l'image annulaire panoramique, une partie de celle ci afin de reconstituer, au moyen d'un algorithme mathématique rectifiant la déformation géométrique de la scène réfléchie par le miroir panoramique et effectuant la rotation appropriée, l'image correspondante, conforme en verticalité à celle de la scène réelle, qui est affichée sur un moniteur vidéo sous la forme d'un rectangle ; - effectuer une rotation circulaire de l'image circulaire réfléchie par le miroir mobile, de type plan, selon la position de site de celui-ci, afin que l'image circulaire affichée sur le moniteur vidéo (5) soit conforme en verticalité à la scène réelle ; - effectuer l'inversion gauche-droite de l'image ; - effectuer l'analyse du mouvement de l'image annulaire panoramique afin d'asservir automatiquement, en rotation de site et d'azimut, le miroir mobile pour qu'il réfléchisse sur la caméra une image de haute résolution de la scène où se produit le mouvement Selon des modes particuliers de réalisation de l'invention, la caméra peut être équipée : - d'un objectif à focale variable, de type zoom, apte à ajuster le champ de visualisation de la caméra sur le miroir fixe afin de réduire l'angle de visualisation vertical de la caméra et par voie de conséquence celui de la scène panoramique et d'augmenter la résolution en nombre de pixels d'image de la scène réfléchie par le miroir mobile ; - d'un objectif a focale fixe et être mobile en translation afin de la rapprocher ou de l'éloigner des miroirs fixe et mobile pour modifier le champ de visualisation de la caméra sur le miroir fixe et réduire ainsi l'angle de visualisation vertical de la caméra et par voie de conséquence celui de la scène panoramique afin d'augmenter la résolution en nombre de pixels de l'image de la scène réfléchie par le miroir mobile. Selon une variante de réalisation de l'invention, le système comporte, en addition, une deuxième caméra placée de façon coaxiale à la première de telle manière que la première caméra ne gère que l'image réfléchie par le miroir mobile et que la deuxième caméra ne gère que l'image réfléchie par le miroir fixe.35 PRESENTATION DES FIGURES Les caractéristiques et les avantages de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'au moins un mode de réalisation préféré de celle-ci donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue schématique du système selon l'invention équipé d'une seule caméra ; - la figure 2 est une vue schématique des images V1 et V2 réfléchies par les deux miroirs sur le capteur de la caméra dans le cas d'une image V1 de forme circulaire ; - la figure 3 est une vue schématique des images V6 et V2 réfléchies par les deux miroirs sur le capteur de la caméra dans le cas d'une image V6 de forme ovoïde ; - la figure 4 est une vue schématique du système selon l'invention équipé de deux caméras coaxiales. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le système représenté est du genre comprenant au moins une caméra (1) équipée d'un objectif à focale (F1) fixe ou variable de type zoom, au moins deux miroirs (2,3) réfléchissant la scène à surveiller vers la ou les caméras et une unité (4) de traitement numérique d'images vidéo. Les deux miroirs sont constitués (Fig.1) : - d'un miroir (2), fixe, convexe, qui possède une forme adaptée pour générer, sur le capteur d'image (11) de la caméra (1) qui regarde ledit miroir, une image annulaire (V1) qui représente une scène panoramique avec un champ de 360° sur le plan horizontal et un champ vertical (F2) variable ; - d'un miroir (3), mobile sur 2 axes orthogonaux, qui est situé au centre du miroir fixe (2) et qui est adapté pour générer, sur le capteur d'image (11) de la caméra (1) qui regarde ledit miroir, une image circulaire (V2), située au centre de l'image annulaire (V1), qui est variable et qui représente n'importe quelle partie de la scène panoramique selon la position de site et d'azimut dudit miroir mobile (3). L'unité de traitement numérique (4) est adaptée pour : - extraire, de l'image annulaire panoramique (V1), une partie (V3) de celle ci afin de reconstituer, au moyen d'un algorithme mathématique rectifiant la déformation géométrique de la scène réfléchie par le miroir panoramique et effectuant la rotation appropriée, l'image correspondante, conforme en verticalité à celle de la scène réelle, qui est affichée sur un moniteur vidéo (5) sous la forme d'un rectangle (V4) ; Elle est également adaptée pour effectuer une rotation circulaire de l'image circulaire (V2) réfléchie par le miroir mobile (3), dans le cas d'un miroir de type plan, selon la position de site de celui-ci, afin que l'image circulaire (V5) affichée sur le moniteur vidéo (5) soit conforme en verticalité à la scène réelle et pour effectuer l'inversion gauche-droite de l'image. L'unité de traitement numérique (4) peut également être adaptée pour effectuer l'analyse du mouvement de l'image annulaire panoramique (V1) afin d'asservir automatiquement, en rotation de site et d'azimut, le miroir mobile (3) pour qu'il réfléchisse sur la caméra (1) une image de haute résolution de la scène où se produit le mouvement La caméra (1) peut être équipée : - d'un objectif à focale variable, de type zoom, apte à ajuster le champ de visualisation de la caméra sur le miroir fixe (2) afin de réduire l'angle de visualisation vertical (F1) de la caméra et par voie de conséquence celui (F2) de la scène panoramique et d'augmenter la résolution en nombre de pixels d'image de la scène réfléchie par le miroir mobile (3) ; - d'un objectif à focale fixe et est mobile en translation afin de la rapprocher ou de l'éloigner des miroirs fixe (2) et mobile (3) pour modifier le champ de visualisation de la caméra sur le miroir fixe (2) et réduire ainsi l'angle de visualisation vertical (F1) de la caméra et par voie de conséquence celui (F2) de la scène panoramique afin d'augmenter la résolution en nombre de pixels de l'image de la scène réfléchie par le miroir mobile (3). Le système peut comporter une deuxième caméra (6) placée de façon coaxiale à la première (1) de telle manière que la première caméra (1) ne gère que l'image réfléchie par le miroir mobile (3) et que la deuxième caméra (6) ne gère que l'image réfléchie par le miroir fixe (2). Dans ce cas, l'unité de traitement numérique (4) permet de faire les mêmes opérations de remise au format et d'affichage sur le moniteur (5) des images provenant des deux caméras. Le miroir fixe (2) destiné a réfléchir une image panoramique sur le capteur (11) de la caméra (1), peut être de forme adaptée pour projeter une image (V6) dont le contour extérieur n'est pas circulaire mais ovoïde afin d'exploiter au maximum le format rectangulaire standard du capteur de la caméra. Dans ce cas, l'unité de traitement numérique (4) permet de faire les mêmes opérations de remise au format et d'affichage sur le moniteur (5) des images provenant de la caméra (1). Le miroir mobile (3) peut être de forme convexe, de type parabolique ou autre, afin de réfléchir vers la caméra (1) une image de haute définition sur le plan horizontal et une image élargie sur le plan vertical. Dans ce cas, l'unité de traitement numérique (4) permet de faire les mêmes opérations de remise au format et d'affichage sur le moniteur (5) des images provenant de la caméra (1). Bien entendu, l'homme de métier sera apte à réaliser l'invention telle que 5 décrite et représentée en appliquant et en adaptant des moyens connus sans qu'il soit nécessaire de les décrire ou de les représenter. Il pourra également prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention qui est déterminé par la teneur des revendications. REVENDICATIONS1- Système de vidéosurveillance comprenant au moins une caméra (1) équipée d'un objectif à focale (F1) fixe ou variable de type zoom, au moins deux miroirs (2,3) réfléchissant la scène à surveiller vers la ou les caméras et une unité (4) de traitement numérique d'images vidéo ; caractérisé en ce que les deux miroirs sont constitués : - d'un miroir fixe (2), convexe, qui possède une forme adaptée pour générer, sur le capteur d'image (11) de la caméra (1) qui regarde ledit miroir, une image annulaire (V1) qui représente une scène panoramique avec un champ de 360° sur le plan horizontal et un champ vertical (F2) variable ; - d'un miroir (3), mobile sur 2 axes orthogonaux, qui est situé au centre du miroir fixe (2) et qui est adapté pour générer, sur le capteur d'image (11) de la caméra (1) qui regarde ledit miroir, une image circulaire (V2), située au centre de l'image annulaire (V1), qui est variable et qui représente n'importe quelle partie de la scène panoramique selon la position de site et d'azimut dudit miroir mobile (3). 2- Système, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de traitement numérique (4) est adaptée pour extraire, de l'image annulaire panoramique (V1), une partie (V3) de celle ci afin de reconstituer, au moyen d'un algorithme mathématique rectifiant la déformation géométrique de la scène réfléchie par le miroir panoramique et effectuant la rotation appropriée, l'image correspondante, conforme en verticalité à celle de la scène réelle, qui est affichée sur un moniteur vidéo (5) sous la forme d'un rectangle (V4). 3- Système, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de traitement numérique (4) est adaptée pour effectuer une rotation circulaire de l'image circulaire (V2) réfléchie par le miroir mobile (3), de type plan, selon la position de site de celui-ci, afin que l'image circulaire (V5) affichée sur le moniteur vidéo (5) soit conforme en verticalité à la scène réelle et pour effectuer l'inversion gauche-droite de l'image. 4- Système, selon la et revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de traitement numérique (4) est adaptée pour effectuer l'analyse du mouvement de l'image annulaire panoramique (V1) afin d'asservir automatiquement, en rotation de site et d'azimut, le miroir mobile (3) pour qu'il réfléchisse sur la caméra (1) une image de haute résolution de la scène où se produit le mouvement. 5- Système, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caméra (1) est équipée d'un objectif à focale variable, de type zoom, apte à ajuster le champ de visualisation de la caméra sur le miroir fixe (2) afin de réduire l'angle de visualisation vertical (F1) de la caméra et par voie de conséquence celui (F2) de la scène 2940578 -7 panoramique et d'augmenter la résolution en nombre de pixels d'image de la scène réfléchie par le miroir mobile (3). 6- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caméra (1) est équipée d'un objectif à focale fixe et est mobile en translation afin de la rapprocher ou 5 de l'éloigner des miroirs fixe (2) et mobile (3) pour modifier le champ de visualisation de la caméra sur le miroir fixe (2) et réduire ainsi l'angle de visualisation vertical (F1) de la caméra et par voie de conséquence celui (F2) de la scène panoramique afin d'augmenter la résolution en nombre de pixels de l'image de la scène réfléchie par le miroir mobile (3). 10 7- Système selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième caméra (6) placée de façon coaxiale à la première (1) de telle manière que la première caméra (1) ne gère que l'image réfléchie par le miroir mobile (3) et que la deuxième caméra (6) ne gère que l'image réfléchie par le miroir fixe (2) et en ce que l'unité de traitement numérique (4) permet de faire les mêmes opérations de remise au 15 format et d'affichage sur le moniteur (5) des images provenant des deux caméras. 8- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le miroir fixe (2) destiné a réfléchir une image panoramique sur le capteur (11) de la caméra (1), est de forme adaptée pour projeter une image (V6) dont le contour extérieur n'est pas circulaire mais ovoïde afin d'exploiter au maximum le format rectangulaire standard du 20 capteur de la caméra et en ce que l'unité de traitement numérique (4) permet de faire les mêmes opérations de remise au format et d'affichage sur le moniteur (5) des images provenant de la caméra (1). 9- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le miroir mobile (3) est de forme convexe, de type parabolique ou autre, afin de réfléchir vers la caméra (1) 25 une image de haute définition sur le plan horizontal et une image élargie sur le plan vertical et en ce que l'unité de traitement numérique (4) permet de faire les mêmes opérations de remise au format et d'affichage sur le moniteur (5) des images provenant de la caméra (1).