Brevet FR2978278A1 — publié le 20130125

PROCEDE ET DISPOSITIF DE SECURITE La présente invention concerne un procédé et un dispositif de sécurité. Elle s'applique, en particulier, à la vidéo-sécurité d'un site. On connaît des dispositifs de sécurité qui comporte des émetteurs de lumière et un capteur de lumière. Cependant, en condition de fort éclairement, par exemple au soleil, le signal produit par le capteur n'est pas exploitable parce que le soleil éblouit le capteur. On connaît aussi des dispositifs de sécurité comportant au moins une caméra et un système de traitement d'images fournies par chaque caméra. Cependant, l'éblouissement provoqué par l'éclairage naturel (par exemple le soleil) ou artificiel (par exemple des phares de véhicules) et le mouvement d'éléments naturels, par exemple des feuillages, des objets mis en mouvement par le vent ou des petits animaux ou de leur ombre, provoquent des déclenchements de fausses alarmes. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de sécurité, qui comporte : - au moins une source de lumière constituée d'un émetteur de rayons lumineux et d'un catadioptre, - au moins une caméra munie d'un capteur d'image positionnée à proximité de chaque émetteur de rayons lumineux, pour capter de la lumière reflétée par chaque catadioptre et fournir un signal représentatif d'images captées pendant des durées d'exposition successives du capteur d'images et - un moyen de synchronisation adapté à faire émettre de la lumière à chaque source de lumière avec une première intensité lumineuse pendant une première partie des dites durées d'exposition et une deuxième intensité lumineuse, strictement inférieure à la première intensité lumineuse, pendant une deuxième partie des dites durées d'exposition. Grâce à ces dispositions, en comparant des images associées à la première intensité lumineuse et des images associées à la deuxième intensité lumineuse, on peut extraire les parties d'images correspondant aux zones où se trouvent chaque source de lumière, notamment chaque catadioptre, dans le champ optique de la caméra, et déterminer si une ou plusieurs sources de lumière est masquée par un intrus. De plus, pour chaque zone d'image représentant un catadioptre, il n'est nécessaire de prévoir ni une alimentation électrique, ni un moyen de commande de synchronisation pour obtenir l'effet de la présente invention. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif objet de l'invention comporte, en outre, un moyen de suralimentation adapté à alimenter électriquement au moins une source de lumière avec une puissance électrique supérieure à la puissance continue nominale de chaque dite source de lumière, le moyen de synchronisation étant adapté, pour la première partie des durées d'exposition, à provoquer la suralimentation d'au moins une source de lumière et à éteindre chaque dite source de lumière en dehors de la première partie des durées d'exposition, de telle manière que la puissance électrique moyenne, dans le temps, appliquée aux dites sources de lumière soit au moins égale à la moitié de la puissance continue nominale des dites sources de lumière, la caméra étant munie d'un filtre optique pour sélectionner les rayons lumineux issus de chaque source de lumière. Ainsi, la détection des sources de lumière est doublement améliorée : d'une part, les catadioptres sont éclairés plus violemment mais pendant moins longtamps, si bien que les premières durées d'exposition peuvent être courtes, ce qui réduit le niveau lumineux des parties de l'image qui ne représentent pas les catadioptres et autres sources de lumière, d'autre part, le filtre chromatique réduit encore le niveau lumineux des parties de l'image qui ne représentent pas les catadioptres et autres sources de lumière. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif objet de l'invention comporte une pluralité de sources de lumières dispersées dans le champ optique d'au moins une caméra. De nombreuses zones du champ optique de la caméra peuvent ainsi être suveriller simultanément. Selon des caractéristiques particulières, le moyen de synchronisation comporte : une entrée de signaux issus d'au moins une caméra, un circuit de détection de durées d'exposition successives, un commutateur commandé par le circuit de détection de durées d'exposition successives pour alterner, après un nombre prédéterminé de durées d'exposition, entre deux positions et un circuit d'alimentation de chaque source de lumière située dans le champ optique de chaque dite caméra fournissant une alimentation électrique variable en fonction de la position dudit commutateur. Grâce à ces dispositions, la synchronisation des sources de lumière est effectuée par traitement du signal provenant d'une caméra. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif objet de l'invention comporte, en outre, un moyen de détermination d'une différence d'images successives, point à point. On élimine, ainsi, dans la différence des images, les points qui concernent les zones dont l'éclairement varie peu. Inversement, on obtient ainsi une image très contrastée des sources de lumière. On peut ainsi déterminer si les rayons issus d'une source de lumière ont été masqués, par exemple par un intrus. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif objet de l'invention comporte au moins un couple de miroirs placés dans le champ optique d'au moins une caméra pour refléter la lumière issu d'au moins un émetteur de rayons lumineux vers au moins un catadioptre et la lumière reflétée par au moins un catadioptre vers une caméra. L'utilisation d'un couple de miroir plutôt que d'un seul miroir rend l'effet des miroirs très tolérant aux mouvements mécaniques, notamment dus au vent ou aux vibrations. De plus, on peut observer des champs optiques disjoints, par exemple dans différentes directions où un intrus peut survenir. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de sécurité mettant en ceuvre au moins une source de lumière constituée d'un émetteur de rayons lumineux et d'un catadioptre et au moins une caméra munie d'un capteur d'image positionnée à proximité de chaque émetteur de rayons lumineux, pour capter de la lumière reflétée par chaque catadioptre et fournir un signal représentatif d'images captées pendant des durées d'exposition successives du capteur d'images, qui comporte : une étape d'émission de lumière par chaque source de lumière avec une première intensité lumineuse pendant une première partie des dites durées d'exposition et une étape d'émission de lumière par chaque source de lumière avec une deuxième intensité lumineuse, strictement inférieure à la première intensité lumineuse, pendant une deuxième partie des dites durées d'exposition. Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ce procédé étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, tels que succinctement exposés ci-dessus et dans le corps de la description qui va suivre, ils ne sont pas rappelés ici. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif en regard des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, la figure 2 représente une image obtenue avec le dispositif objet de la présente invention et la figure 3 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en ceuvre dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention. On note que les figures ne sont pas à l'échelle. On observe, en figure 1, un dispositif de sécurité 10 comportant : - une pluralité de source de lumière 12, constituées d'un émetteur de rayons lumineux 14 et de catadioptres 16, - une caméra 20 munie d'un objectif et d'un capteur d'image, pour capter de la lumière issue de chaque source de lumière 12 et fournir un signal représentatif d'images captées pendant des durées d'exposition successives du capteur d'images, - un moyen de synchronisation 30 qui commande l'émission de lumière par la source de lumière primaire 14 et/ou les instants d'exposition du capteur d'image et - un moyen de traitement d'images 40, pour détecter une intrusion sur le site surveillé. Les sources de lumières 12, c'est-à-dire ici la surface des catadioptres 16, se trouvent dans le champ optique de la caméra 20. Dans le mode de réalisation représenté en figure 1, un couple de miroirs 22 est placé dans le champ optique de la caméra 20 pour que la caméra 20 reçoive de la lumière provenant de champs optiques disjoints, par exemple dans différentes directions où un intrus peut survenir. L'utilisation d'un couple de miroir plutôt que d'un seul miroir rend l'effet des miroirs très tolérant aux mouvements mécaniques, notamment dus au vent ou aux vibrations. En effet, lorsque l'angle d'incidence croît sur l'un des miroirs, dans un plan perpendiculaire à l'axe d'intersection des plans des miroirs, il décroit d'autant sur l'autre de ces miroirs, si bien que l'angle de réflexion combiné reste sensiblement constant. La caméra 20 est munie d'un filtre chromatique 18 qui sélectionne une bande spectrale, par exemple dans le domaine du proche infrarouge. L'émetteur de rayons lumineux 14, par exemple constitué de diodes électroluminescentes, émet de la lumière dans cette même bande spectrale. Le moyen de synchronisation 30 est adapté à faire émettre de la lumière à chaque source de lumière avec une première intensité lumineuse pendant une première partie des durées d'exposition du capteur d'image et une deuxième intensité lumineuse, différente de la première intensité lumineuse, pendant une deuxième partie des durées d'exposition du capteur d'image. Le moyen de synchronisation 30 comporte : une entrée 32 de signaux issus d'au moins une caméra, un circuit 34 de détection de durées d'exposition successives, un commutateur 36 commandé par le circuit de détection de durées d'exposition successives 34 pour alterner, après un nombre prédéterminé de durées d'exposition, préférentiellement après chaque durée d'exposition, entre deux positions, un circuit 38 d'alimentation de chaque source de lumière située dans le champ optique de la caméra pour lui fournir une alimentation électrique variable en fonction de la position du commutateur 36. La synchronisation des sources de lumière 12 est ainsi obtenue par traitement du signal provenant de la caméra 20. Ainsi, à chaque fois que le commutateur 36 change de position, l'émetteur de rayons lumineux 14 reçoit une puissance électrique différente, alternativement élevée et faible. Préférentiellement, le circuit d'alimentation 38 comporte un moyen de suralimentation qui alimente électriquement au moins une source de lumière avec une puissance électrique supérieure à la puissance continue nominale de ladite source de lumière, le moyen de synchronisation étant adapté, pour la première partie des durées d'exposition, à provoquer la suralimentation d'au moins une source de lumière et à éteindre chaque dite source de lumière en dehors de la première partie des durées d'exposition, de telle manière que la puissance électrique moyenne, dans le temps, appliquée aux sources de lumière soit au moins égale à la moitié de la puissance continue nominale des sources de lumière. Par exemple, l'émetteur de rayons lumineux est alimenté avec 1 Ampère au lieu de 100 mA nominal, pendant 10 % du temps correspondant à une durée d'exposition sur deux. L'intensité moyenne est égale à l'intensité nominale et il en est de même pour la puissance électrique appliquée à chaque source de lumière. Le gain, en termes de puissance lumineuse émise, correspond ainsi à un facteur de l'ordre de cinq. Plus généralement, la puissance et/ou l'intensité électrique appliquée à chaque source de lumière est, en moyenne, supérieure à la moitié de la puissance et/ou l'intensité nominale d'utilisation de cette source de lumière. Ainsi, la détection des sources de lumière est doublement améliorée : d'une part, les catadioptres sont éclairés plus violemment mais pendant moins longtemps, si bien que les premières durées d'exposition peuvent être courtes, ce qui réduit le niveau lumineux des parties de l'image qui ne représentent pas les catadioptres et autres sources de lumière, d'autre part, le filtre chromatique réduit encore le niveau lumineux des parties de l'image qui ne représentent pas les catadioptres et autres sources de lumière. Le moyen de traitement d'images 40 reçoit les signaux représentatifs d'images issus de la caméra 20 et détermine si une intrusion a lieu. Dans le mode de réalisation représenté en figure 1, le moyen de traitement d'images 40 comporte un moyen 42 de détermination d'une différence d'images successives, point à point. Le moyen de détermination de différence 42 soustrait, pour chaque pixel de la caméra, les signaux successifs qui représentent la quantité de lumière que ce pixel à reçu. Le signal résultant est ensuite passé en valeur absolue. Alternativement, on soustrait toujours une image correspondant à une faible intensité lumineuse émise par l'émetteur de rayons lumineux 14 à une image correspondant à une forte intensité lumineuse émise par l'émetteur de rayons lumineux 14. Une image 100 obtenue en sortie du moyen de détermination de différence 42 est donnée en figure 2. On observe que l'image 100 illustrée en figure 2 comporte, après élimination des valeurs inférieures à une valeur limite, par exemple de 10 % de la valeur crête, des zones 102 de valeur élevée, dispersées dans un fond 104 de valeur nulle. On élimine ainsi avec la différence des images, les points qui concernent les zones dont l'éclairement varie peu. Inversement, on obtient une image très contrastée des sources de lumière 16. Le circuit de traitement d'images 40 comporte aussi un moyen 44 de comparaison de l'image ainsi obtenue avec une image conservée en mémoire qui définit des zones d'intérêt 106. L'image conservée en mémoire est obtenue lors de l'installation du dispositif. Dans chaque zone d'intérêt 106, le moyen de comparaison 44 recherche la présence d'une pluralité de points correspondant à une forte différence entre deux images successives. Cette pluralité est, par exemple, définie par un nombre de points. Par exemple si, dans une zone d'intérêt 106, le moyen de comparaison 44 trouve au moins cent points présentant une forte différence, la zone d'intérêt est validée. Si plusieurs zones d'intérêt 106 ne sont pas validées, on déclenche une alarme et l'enregistrement des images traitées. On détermine ainsi si les rayons issus d'une source de lumière 10 ont été masqués, par exemple par un intrus. Comme on le comprend à la lecture de la description qui précède, en comparant des images associées à la première intensité lumineuse et des images associées à la deuxième intensité lumineuse, on extrait les parties d'images correspondant aux zones où se trouvent chaque source de lumière, dans le champ optique de la caméra et on détermine si une ou plusieurs sources de lumière est masquée par un intrus. La présence de catadioptres 14 dans le mode de réalisation illustré en figure 1 permet d'avoir des sources de lumière passives. On évite ainsi la nécessité d'une alimentation électrique et d'un moyen de commande de synchronisation pour chaque zone d'intérêt. Au contraire, dans d'autres modes de réalisation, les sources de lumière sont actives et alimentée et commandées individuellement. On observe tout d'abord, en figure 3, une étape 205 d'installation et de positionnement de chaque caméra et de chaque source de lumière. On observe que les sources de lumières, préférentiellement des catadioptres, peuvent être placés librement dans le champ optique de chaque caméra, éventuellement complété par au moins un miroir. A partir d'une étape 210, on fait alternativement : une étape d'émission de lumière par chaque source de lumière avec une première intensité lumineuse pendant une première partie des durées d'exposition du capteur de chaque caméra et une étape d'émission de lumière par chaque source de lumière avec une deuxième intensité lumineuse, différente de la première intensité lumineuse, pendant une deuxième partie des dites durées d'exposition. Au cas où plusieurs caméras sont utilisées, on les synchronise entre elles, de manière connue en soi. Préférentiellement, les étapes d'émission alternent entre deux durées d'exposition du capteur d'image de telle manière qu'une image sur deux correspond à aucune émission de lumière par l'émetteur de lumière et une image sur deux correspond à une émission de lumière, préférentiellement augmentée par le biais d'une suralimentation électrique. Pendant ce fonctionnement avec un éclairage alterné, on effectue une mémorisation de zones d'intérêt. A cet effet, on effectue une différence, point par point, entre deux images successives, on élimine les points représentant des faibles différences et on compte les points représentant des fortes différences qui se touchent. Pour chaque ensemble de tels points qui dépassent un nombre prédéterminé de points, par exemple 100, on mémorise, autour de cet ensemble, une zone d'intérêt. Cette zone d'intérêt est plus large que l'ensemble de points représentant des fortes différences pour avoir une tolérance mécanique, notamment pour tenir compte des phénomènes de vibration, en particulier dus au vent. Une fois chaque zone d'intérêt mémorisée, ainsi que le nombre de points représentant une forte différence que cette zone d'intérêt comporte, au cours d'une étape 220, on capture deux images correspondant à des intensités lumineuses différentes émises par les sources de lumière. Au cours d'une étape 225, on calcule une différence entre les deux images, point par point. Au cours d'une étape 230, on élimine les faibles valeurs dans l'image résultant de cette différence. Par exemple, si le signal représentant chaque image est numérisé sur huit bits, on élimine les 4 bits de poids faibles. Au cours d'une étape 235, on décompte le nombre de points correspondant à une forte différence entre les deux images, dans chaque zone d'intérêt. Puis on compare ce nombre de point au nombre de point mémorisé en relation avec cette zone d'intérêt. Par exemple si au moins la moitié du nombre mémorisé est atteint par le décompte sur l'image des différences, on valide la zone d'intérêt. Au cours d'une étape 240, on détermine si au moins deux zones d'intérêt ne sont pas validées. En effet, la non validation d'une zone d'intérêt peut correspondre au passage d'un petit animal ou au mouvement d'un végétal. Si moins de deux zones d'intérêt ne sont pas validées, on retourne à l'étape 220. Si au moins deux zones d'intérêt ne sont pas validées, au cours d'une étape 245, on déclenche une alarme, soit à un poste de surveillance, soit sonore et/ou visuelle. Au cours d'une étape 250, on mémorise les images captées au cours de l'étape 220 ainsi que les images qui suivent. En variante, lorsqu'au moins une zone d'intérêt n'est pas validée, on détermine si, dans les images de différences suivantes, une autre zone d'intérêt, située à proximité de la première n'est, à son tour non validée et, si oui, on déclenche une alarme. REVENDICATIONS1. Dispositif de sécurité, caractérisé en ce qu'il comporte : - au moins une source de lumière constituée d'un émetteur de rayons lumineux et d'un catadioptre, - au moins une caméra munie d'un capteur d'image positionnée à proximité de chaque émetteur de rayons lumineux, pour capter de la lumière reflétée par chaque catadioptre et fournir un signal représentatif d'images captées pendant des durées d'exposition successives du capteur d'images et - un moyen de synchronisation adapté à faire émettre de la lumière à chaque source de lumière avec une première intensité lumineuse pendant une première partie des dites durées d'exposition et une deuxième intensité lumineuse, strictement inférieure à la première intensité lumineuse, pendant une deuxième partie des dites durées d'exposition. 2. Dispositif selon la revendication 1, qui comporte, en outre, un moyen de suralimentation adapté à alimenter électriquement au moins une source de lumière avec une puissance électrique supérieure à la puissance continue nominale de chaque dite source de lumière, le moyen de synchronisation étant adapté, pour la première partie des durées d'exposition, à provoquer la suralimentation d'au moins une source de lumière et à éteindre chaque dite source de lumière en dehors de la première partie des durées d'exposition, de telle manière que la puissance électrique moyenne, dans le temps, appliquée aux dites sources de lumière soit au moins égale à la moitié de la puissance continue nominale des dites sources de lumière, la caméra étant munie d'un filtre optique pour sélectionner les rayons lumineux issus de chaque source de lumière. 3. Dispositif selon la revendication 1, qui comporte, en outre, un moyen de suralimentation adapté à alimenter électriquement au moins une source de lumière avec une puissance électrique supérieure à la puissance continue nominale de chaque dite source de lumière, le moyen de synchronisation étant adapté, pour la première partie des durées d'exposition, à provoquer la suralimentation d'au moins une source de lumière, de telle manière que la puissance électrique moyenne, dans le temps, appliquée aux dites sources de lumière soit au moins égale à la moitié de la puissance continue nominale des dites sources de lumière. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 3, dans lequel la caméra est munie d'un filtre optique pour sélectionner les rayons lumineux issus de chaque source de lumière. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, qui comporte une pluralité de sources de lumières dispersées dans le champ optique d'au moins une caméra. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le moyen de synchronisation comporte : une entrée de signaux issus d'au moins une caméra, un circuit de détection de durées d'exposition successives, un commutateur commandé par le circuit de détection de durées d'exposition successives pour alterner, après un nombre prédéterminé de durées d'exposition, entre deux positions et un circuit d'alimentation de chaque source de lumière située dans le champ optique de chaque dite caméra fournissant une alimentation électrique variable en fonction de la position dudit commutateur. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, qui comporte, en outre, un moyen de détermination d'une différence d'images successives, point à point. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, qui comporte au moins un couple de miroirs placés dans le champ optique d'au moins une caméra pour refléter la lumière issu d'au moins un émetteur de rayons lumineux vers au moins un catadioptre et la lumière reflétée par au moins un catadioptre vers une caméra. 9. Procédé de sécurité mettant en ceuvre au moins une source de lumière constituée d'un émetteur de rayons lumineux et d'un catadioptre et au moins une caméra munie d'un capteur d'image positionnée à proximité de chaque émetteur de rayons lumineux, pour capter de la lumière reflétée par chaque catadioptre et fournir un signal représentatif d'images captées pendant des durées d'exposition successives du capteur d'images, qui comporte : une étape d'émission de lumière par chaque source de lumière avec une première intensité lumineuse pendant une première partie des dites durées d'exposition et une étape d'émission de lumière par chaque source de lumière avec une deuxième intensité lumineuse, strictement inférieure à la première intensité lumineuse, pendant une deuxième partie des dites durées d'exposition. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel au cours de l'étape d'émission de lumière avec une première intensité lumineuse, on alimente électriquement au moins une source de lumière avec une puissance électrique supérieure à la puissance continue nominale de chaque dite source de lumière, de telle manière que la puissance électrique moyenne, dans le temps, appliquée aux dites sources de lumière soit au moins égale à la moitié de la puissance continue nominale des dites sources de lumière.