Brevet FR3058547A1 — publié le 20180511

Procédé et dispositif de restauration d'image numérique La présente invention concerne un procédé de restauration d'image numérique issue d'une image initiale acquise par un dispositif d'acquisition d'image ayant un bruit instrumental d'acquisition associé, puis compressée par un procédé de compression prédéterminé. Elle concerne également un dispositif de restauration associé. L'invention se situe dans le domaine de l'amélioration de la qualité des images numériques. En particulier, l'invention s'adresse à l'amélioration de la qualité des images numériques présentant du bruit d'acquisition et de compression. Ces images peuvent être monospectrales, multispectrales, ou hyperspectrales. La compression des images est largement utilisée, qu'il s'agisse d'images fixes ou de vidéos numériques. L'invention traite plus particulièrement le cas des images fixes, acquises par tout type de dispositif d'acquisition. Les images numériques sont en général représentées par des matrices d'échantillons d'image ou pixels, chaque échantillon d'image ayant une valeur de radiométrie de dynamique donnée. Une image couleur (multi ou hyperspectrale) est alors représentée par autant de matrices que de composantes de couleurs, chaque échantillon ayant une valeur de radiométrie pour chaque couleur dite bande spectrale. D'une manière générale, les procédés de compression comprennent l'application de trois traitements à une image numérique source, qui sont les suivants : décorrélation, quantification, codage. Dans plusieurs standards de compression d'image numérique, la décorrélation est obtenue par application d'une transformation, appliquée aux pixels pour obtenir des coefficients transformés. Le standard de compression JPEG (« Joint Photographic Expert Group ») utilise une transformation en cosinus discrète (DCT) appliquée sur des blocs d'image de taille 8x8, suivie d'une quantification par blocs et d'un codage entropique. Le standard de compression JPEG2000 a été mis au point après JPEG. Ce standard utilise une transformation en ondelettes discrètes (DWT) de l'image numérique source. La quantification et le codage sont effectués en une seule étape, grâce à un codage par couches de qualité, obtenues par un codage par plans de bits des coefficients transformés. Les divers standards de compression introduisent, à fort taux de compression, des artefacts visuels, également appelés artefacts de compression, qui sont structurés, étant liés aux fonctions de base de la transformation appliquée. De tels artefacts de 3058547 2 compression sont par exemple les effets de blocs pour JPEG et des aplats et des motifs papillons pour les procédés de compression utilisant une transformation en ondelettes. Dans le cadre de diverses applications, par exemple dans l'acquisition d'images par satellite, les images sont acquises par un dispositif d'acquisition, compressées par un 5 procédé de compression donné et mémorisées ou transmises à un dispositif distant pour une exploitation ultérieure. Dans le cas de l'imagerie par satellite, l'acquisition et la compression d'images se font à bord d'un satellite, et l'exploitation est faite au sol. Dans ce cas l'image est habituellement composée d'une image bande large dite panchromatique très résolue 10 spatialement et de n images acquises dans des bandes spectrales beaucoup plus étroites représentant l'information multispectrale couleur, l'acquisition étant effectuée avec un pas d'échantillonnage k fois plus grand que le pas d'échantillonnage de la bande panchromatique, k valant généralement 4. Un procédé de fusion d'images permet de mixer l'image panchromatique et les n images multispectrales afin d'obtenir n images 15 couleurs à la résolution spatiale du panchromatique. La description qui suit s'applique aussi bien aux images panchromatiques qu'aux images multispectrales. Les images numériques comprennent des artefacts dus à la compression, qu'il s'agisse d'images panchromatiques ou multispectrales, du flou ainsi que du bruit. De manière classique, on effectue une décompression, une restauration et une fusion des 20 images, la restauration comprenant classiquement une déconvolution suivie d'un débruitage. Des artefacts peuvent subsister, notamment lorsque l'image numérique à restaurer comprend à la fois du bruit et des artefacts dus à la compression. De tels artefacts sont visuellement gênants pour les utilisateurs, et peuvent nuire à une exploitation ultérieure des images, notamment sur le produit fusionné. 25 Il existe un besoin d'améliorer la qualité de la restauration des images dans ce contexte, et plus généralement, la restauration d'images bruitées. A cet effet, l'invention propose un procédé de restauration d'image numérique, l'image numérique à restaurer étant issue d'une image initiale acquise par un dispositif d'acquisition d'image ayant un bruit instrumental d'acquisition associé. Le procédé 30 comporte les étapes suivantes: - obtention d'une image numérique intermédiaire avec restitution du bruit instrumental d'acquisition, - débruitage de l'image numérique intermédiaire pour obtenir une image numérique intermédiaire débruitée, 35 - déconvolution de l'image numérique intermédiaire débruitée pour obtenir une image numérique restaurée. 3058547 3 Avantageusement, le procédé de l'invention a pour effet d'améliorer la qualité des images obtenues après restauration, la restitution de bruit instrumental d'acquisition permettant de modifier la distribution de bruit dans les images numériques avant la restauration (débruitage et déconvolution). Dans le cas des images acquises par satellite, 5 le débruitage est suivi d'une déconvolution et d'une fusion. Le procédé selon l'invention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises dans toutes leurs combinaisons techniquement acceptables. L'image numérique à restaurer a été obtenue par application d'une compression à l'image initiale acquise pour obtenir une image initiale compressée, puis d'une 10 décompression de l'image initiale compressée. La restitution de bruit instrumental d'acquisition est effectuée en lien avec la décompression de l'image initiale compressée. L'image numérique à restaurer est une image multispectrale composée d'une pluralité d'images acquises dans des bandes spectrales différentes et les étapes 15 d'obtention d'une image numérique intermédiaire et de débruitage de l'image numérique intermédiaire sont appliquées à chacune des images acquises dans des bandes spectrales différentes, et l'étape de déconvolution est appliquée à au moins une des images numériques intermédiaires. Le procédé comporte en outre une étape de fusion d'images appliquée après 20 débruitage ou après déconvolution, pour obtenir une image restaurée finale. Le bruit instrumental d'acquisition est modélisé par un modèle paramétré par deux coefficients, les coefficients ayant des valeurs utilisées lors de la restitution de bruit instrumental, et l'étape de débruitage comporte l'application d'une transformation de stabilisation de la variance paramétrée par les deux coefficients caractérisant ledit modèle 25 paramétré du bruit instrumental d'acquisition. L'image numérique à restaurer est une image multispectrale composée d'une pluralité d'images acquises dans des bandes spectrales différentes, et des valeurs des coefficients du modèle de bruit instrumental d'acquisition dépendant de la bande spectrale d'acquisition sont déterminées pour chaque bande spectrale d'acquisition. 30 L'étape de débruitage comporte les sous-étapes suivantes : -application de la transformation de stabilisation de la variance pour obtenir une image intermédiaire stabilisée, -application d'un procédé de débruitage de bruit stationnaire sur l'image intermédiaire stabilisée, 3058547 4 -application d'une transformation inverse stabilisation de la variance sur l'image numérique résultant de l'étape d'application d'un procédé de débruitage pour obtenir une image numérique intermédiaire débruitée. Dans un mode de réalisation, la transformation de stabilisation de la variance est 5 une transformation d'Anscombe. L'étape d'obtention d'une image numérique intermédiaire comprend des sous-étapes de : - obtention, par application d'une transformation dite transformation de compression, d'une représentation de l'image numérique à restaurer par une pluralité de 10 blocs de coefficients, chaque bloc de coefficients correspondant à un bloc de pixels d'image numérique à restaurer, - pour au moins un coefficient traité d'un bloc de coefficients : -calcul d'un seuil de bruit en fonction d'une valeur représentative du modèle de bruit instrumental d'acquisition d'image, 15 -comparaison de la valeur absolue dudit coefficient traité au seuil de bruit, et, - lorsque la valeur absolue du coefficient traité est supérieure ou égale audit seuil de bruit, ledit coefficient est laissé inchangé, - lorsque la valeur absolue du coefficient traité est inférieure audit 20 seuil de bruit, remplacement de la valeur coefficient traité par une valeur de bruit dépendant de ladite valeur représentative d'un modèle de bruit d'acquisition d'image. Le bruit instrumental d'acquisition est modélisé par un modèle paramétré définissant l'écart-type de bruit a par o- =1,/a2 ±b - s , où a et b sont des coefficients dudit 25 modèle et s est une valeur de coefficient représentatif d'une moyenne des valeurs associées aux pixels d'un bloc de pixels d'image numérique considéré. Selon un autre aspect, l'invention concerne un dispositif de restauration d'image numérique, l'image numérique à restaurer étant issue d'une image initiale acquise par un dispositif d'acquisition d'image ayant un bruit instrumental d'acquisition associé. Le 30 dispositif comporte des modules, mis en oeuvre par un processeur d'un dispositif programmable, adaptés à : - obtenir une image numérique intermédiaire avec restitution du bruit instrumental d'acquisition, - débruiter l'image numérique intermédiaire pour obtenir une image numérique 35 intermédiaire débruitée, 3058547 5 - déconvoluer l'image numérique intermédiaire débruitée pour obtenir une image numérique restaurée. Selon un mode de réalisation, dans lequel l'image numérique à restaurer est une image multispectrale composée d'une pluralité d'images acquises dans des bandes 5 spectrales différentes, le dispositif comporte en outre un module de fusion d'images adapté à appliquer une fusion après débruitage ou après déconvolution, pour obtenir une image restaurée finale. Selon un autre aspect, l'invention concerne un programme d'ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu'elles sont mises en oeuvre par un 10 dispositif programmable, mettent en oeuvre un procédé de restauration d'images numériques tel que brièvement décrit ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux 15 figures annexées, parmi lesquelles : -la figure 1 illustre schématiquement les principaux modules d'un système de traitement d'images dans lequel est mise en oeuvre l'invention ; -la figure 2 est un synoptique des principaux modules d'un dispositif de restauration selon un mode de réalisation ; 20 - la figure 3 est un schéma représentant les blocs fonctionnels d'un dispositif programmable apte à mettre en oeuvre l'invention ; - la figure 4 est un synoptique des principales étapes d'un procédé de restauration selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est un synoptique des principales étapes d'un procédé de restauration 25 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. L'invention s'applique notamment dans le contexte de l'imagerie satellitaire, mais n'est pas limitée à ce domaine. Elle peut également s'appliquer à la restauration de tout type d'images numériques présentant du bruit d'acquisition et de compression. 30 L'invention s'applique au traitement d'images numériques. Dans la description qui suit, le terme « image » est utilisé pour désigner une image numérique. La figure 1 illustre schématiquement un système de traitement d'images 1, comprenant une première partie 10 d'acquisition d'images et une deuxième partie 20 d'exploitation des images acquises. 3058547 6 Dans le cas de l'acquisition par satellite, la première partie 10 est implémentée à bord d'un satellite, alors que la deuxième partie 20 est par exemple implémentée dans un centre de traitement d'images au sol. La première partie d'acquisition 10 comporte un dispositif d'acquisition d'images 5 12, ayant un bruit instrumental d'acquisition associé. Par exemple, le dispositif d'acquisition d'images 12 comporte une pluralité de barrettes de détecteurs d'images fixées sur un satellite. Ce dispositif acquiert des images lors d'un défilement du satellite au-dessus d'un paysage, par balayage de fauchée (ou « pushbroom » en anglais). Dans un mode de réalisation, le dispositif d'acquisition 10 d'images 12 est de type multispectral et permet l'acquisition d'images multispectrales dans plusieurs bandes spectrales étroites différentes, ainsi que d'une image panchromatique de large bande spectrale, ayant une résolution spatiale plus élevée que les images multispectrales. En variante, le dispositif d'acquisition d'images est de type matriciel comprenant 15 une matrice de détecteurs CCD ou CMOS. Ainsi, le dispositif d'acquisition d'images 12 permet d'acquérir au moins une image numérique. Une image numérique composée d'une ou plusieurs matrices d'échantillons d'image ou pixels, chaque échantillon d'image ayant une valeur de radiométrie associée. 20 Ce domaine de représentation est appelé domaine spatial. La résolution spatiale d'une image numérique est définie par le nombre de pixels par ligne et par colonne de la matrice de représentation. De préférence, le dispositif d'acquisition d'images 12 est adapté à acquérir des images dans une pluralité de bandes spectrales, ou images couleur, formées d'autant de 25 matrices de pixels que de bandes spectrales d'acquisition. L'image numérique acquise subit ensuite une compression selon un procédé de compression donné, effectuée par le module de compression 14, et les données numériques relatives à l'image numérique compressée sont mémorisées, par exemple dans un fichier, et/ou transmises pour exploitation ultérieure. 30 II existe plusieurs procédés de compression connus et standardisés, par exemple JPEG ou JPEG2000 pour les images fixes. Chaque standard de compression met en oeuvre une transformation de l'image numérique, appelée ci-après transformation de compression. Par exemple, JPEG met en oeuvre une transformation en cosinus discrète ou DCT par blocs, JPEG2000 met en oeuvre une transformation en ondelettes ou DWT 35 par sous-bandes. 3058547 7 La première partie d'acquisition 10 est reliée à un module de transmission 16, apte à transmettre des données numériques vers la deuxième partie 20 de réception et exploitation des images numériques acquises. Le module de transmission 16 effectue par exemple une transmission radio. 5 La deuxième partie 20 du système est reliée à un module de réception 22, apte à recevoir des données numériques du module de transmission 16. Le module de réception 22, par exemple une antenne de réception satellite, est relié à un module 24 de décompression, adapté à effectuer une décompression correspondante pour obtenir une image numérique exploitable. 10 Selon un mode de réalisation l'invention, le module 24 effectue une décompression avec restitution du bruit instrumental d'acquisition, permettant d'obtenir une image numérique intermédiaire. Par exemple, la restitution de bruit instrumental pour des images ayant subi une compression décrite dans la demande de brevet FR 3 025 640 est appliquée. 15 Dans un mode de réalisation, le module 24 de décompression effectue une décompression standard, et la restitution de bruit instrumental est effectuée ultérieurement par le module 26 de restauration d'image, avec ou sans connaissance du procédé de compression/décompression appliqué. La restitution de bruit instrumental utilise un modèle de bruit qui est également utilisé par le module 26 de restauration 20 d'image. Le module de restauration 26, met en oeuvre un procédé de restauration d'images numériques selon l'invention. Selon une variante, les modules de compression 14 et de décompression 24 sont optionnels, le module 26 de restauration d'images effectuant néanmoins une restitution de 25 bruit instrumental sur l'image numérique à restaurer. La figure 2 est un synoptique des modules mis en oeuvre par le module de restauration 26 selon un mode de réalisation. Le module de restauration 26 est adapté à mettre en oeuvre l'obtention 30 d'une image numérique intermédiaire par décompression avec restitution du bruit instrumental 30 d'acquisition, le débruitage 32 sur l'image numérique intermédiaire pour obtenir une image numérique intermédiaire débruitée et la déconvolution 34, suivie optionnellement d'une fusion 36 dans le cas du traitement d'images multispectrales, de l'image numérique débruitée pour obtenir une image numérique restaurée finale. Des modes de réalisation détaillés de la décompression avec restitution du bruit 35 instrumental d'acquisition, du débruitage et de la déconvolution/fusion seront décrits ci- après. 3058547 8 Un tel module de restauration d'images 26 est par exemple mis en oeuvre par un ensemble d'instructions de programme informatique, exécutables par un dispositif programmable. La figure 3 illustre de manière schématique les principaux blocs fonctionnels d'un 5 dispositif programmable, par exemple un ordinateur, une station de travail, adapté à mettre en oeuvre un procédé de restauration selon l'invention. Un dispositif programmable 40 adapté à mettre en oeuvre le procédé de l'invention comprend une unité centrale de traitement 42, par exemple un processeur (CPU), apte à exécuter des opérations préprogrammées ou des instructions de programme informatique 10 lorsque le dispositif 40 est mis sous tension. Dans un mode de réalisation, une unité centrale de traitement multi-processeurs est utilisée, permettant d'effectuer des calculs parallèles. Le dispositif 40 comporte également des moyens de stockage d'informations 44, par exemple des registres, aptes à stocker des instructions de code exécutable permettant la mise en oeuvre de programmes 15 comportant des instructions de code aptes à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Le dispositif 40 comporte des moyens de commande 46 permettant de mettre à jour des paramètres et de recevoir des commandes d'un opérateur. Lorsque le dispositif programmable 40 est un dispositif embarqué, les moyens de commande 46 comprennent un dispositif de télécommunication permettant de recevoir des commandes et des valeurs 20 de paramètres à distance. Alternativement et de manière optionnelle, les moyens de commande 46 sont des moyens de saisie de commandes d'un opérateur, par exemple un clavier. De manière optionnelle, le dispositif programmable 40 comprend un écran 48 et un moyen supplémentaire de pointage 50, tel une souris. 25 Les divers blocs fonctionnels du dispositif 40 décrits ci-dessus sont connectés via un bus de communication 52. En variante, les procédés de l'invention sont mis en oeuvre par des processeurs graphiques ou GPU, avec une architecture matérielle parallélisée. En variante, les procédés de l'invention sont mis en oeuvre par des dispositifs 30 électroniques de type circuits logiques programmables, tels des cartes électroniques à base de FPGA ou ASIC, ou puces intégrables dans des appareils électroniques comme des téléphones portables ou des appareils photos. La figure 4 est un synoptique des principales étapes d'un procédé de restauration d'image numérique dans un premier mode de réalisation de l'invention. 35 En entrée, le procédé reçoit une image numérique d'entrée qui correspond à l'image numérique à restaurer après compression. 3058547 9 La première étape de décompression 30 avec restitution de bruit instrumental d'acquisition se décompose en trois sous-étapes 60, 62, 64. Lors de la première étape 60, on obtient une représentation de l'image numérique d'entrée dans le domaine de la transformation de compression, appelé également 5 domaine transformé. Il est à noter que l'image numérique d'entrée peut être une image numérique représentée dans le domaine spatial, ou être fournie dans une représentation codée après compression. Lorsque l'image numérique d'entrée est représentée dans le domaine spatial, on 10 applique la transformation de compression correspondante, par exemple DCT ou DWT, pour obtenir une représentation de l'image par des blocs de coefficients dans le domaine transformé. Lorsque l'image numérique d'entrée est représentée par des données compressées, on applique un décodage selon le standard de compression utilisé, pour 15 obtenir une représentation de l'image par des blocs de coefficients, appelée représentation dans le domaine transformé. Lorsque l'image numérique d'entrée est représentée dans le domaine spatial, l'image numérique d'entrée peut être issue d'une compression suivie d'une décompression, mais le procédé de compression/décompression n'est pas connu à partir 20 de l'image numérique d'entrée. Dans ce cas, on applique à l'étape 60 une transformation de compression choisie, par exemple une DCT par blocs ou une transformation en ondelettes sur un nombre de niveaux de décomposition choisi. Dans ce cas, la transformation de compression appliquée est choisie à l'étape 60, et non pas en fonction du procédé de compression/décompression appliqué précédemment à l'image initiale qui 25 n'est pas connu à ce stade. L'étape 60 est suivie d'une étape 62 de modification des coefficients en fonction d'une valeur de seuil calculée en fonction d'un modèle paramétré de bruit instrumental d'acquisition. De préférence, le modèle paramétré du bruit instrumental définit l'écart-type de 30 bruit a par : 0-=V2 a +n-s (EQ 1) où a et b sont des coefficients dudit modèle de bruit instrumental et s est une valeur de coefficient dans le domaine transformé représentatif de la moyenne des valeurs d'échantillons d'un bloc traité de l'image numérique. 35 Par exemple, s est le coefficient DC du bloc traité lorsque la transformation de compression est une DCT par bloc, et s est le coefficient ondelette de basse fréquence 3058547 10 correspondant spatialement au bloc traité pour une transformation en ondelettes discrètes DWT. Selon une autre variante et dans le cas d'un compresseur basé sur la transformation en ondelettes discrètes DWT, le rebruitage est affiné en l'appliquant à 5 chaque étape de la recomposition des coefficients d'ondelettes, pour chaque niveau de recomposition, la valeur s représentant alors le coefficient basse fréquence du niveau de recomposition considéré et le rebruitage concernant les coefficients d'ondelettes appartenant aux trois sous-bandes haute fréquence correspondant à la sous-bande basse fréquence du niveau de recomposition considéré. Lorsque le dispositif d'acquisition est 10 connu, les valeurs des coefficients a et b sont connues et mémorisées préalablement à la mise en oeuvre du procédé. Par exemple, pour le satellite PLEIADES-1A avec une configuration de 13 étages TDI, les valeurs a et b en bande panchromatique, dans le domaine spatial, sont égales respectivement à 2.267 et 0.0393 pour un signal s exprimé en « pas » codeurs (en 15 anglais « digital count»). Ces valeurs sont adaptées, le cas échéant, en fonction de la transformation de compression pour l'utilisation du modèle de bruit dans le domaine transformé, comme expliqué ci-dessus. Dans le cas d'une acquisition multispectrale d'images, une paire de valeurs (a,b) est estimée et mémorisée pour chaque bande spectrale d'acquisition. 20 Alternativement, les valeurs des coefficients a et b sont fournies par un opérateur, ou estimées à partir d'une ou plusieurs images acquises par un dispositif d'acquisition donné ou à partir d'une ou plusieurs images quelconques. On définit un seuil de bruit Sbruit en fonction d'un facteur de proportionnalité de bruit Kd, et un facteur de proportionnalité de reconstruction Kr 25 Le seuil de bruit Sbruit est obtenu à partir de l'écart-type a du bruit d'acquisition: Sbruit Kd - 6 (EQ 2) Où Kd est le facteur de proportionnalité de bruit constant fourni par l'utilisateur. Kd pourra valoir typiquement 0,5 ou 1, et plus généralement être compris entre 0 et 3. 30 De manière plus générale, le seuil de bruit Sbruit est obtenu par application d'une fonction f(), qui n'est pas nécessairement linéaire : Sbruit = f(Kd,u) (EQ 3) Pour chaque bloc du domaine transformé considéré, la valeur absolue de chaque coefficient noté du bloc traité est comparée au seuil de bruit Sbruit- Lorsque la valeur 35 absolue du coefficient C, est supérieure au seuil de bruit, elle est laissée inchangée. 3058547 11 Lorsque la valeur absolue du coefficient est inférieure au seuil de bruit Sbrud, le coefficient C,,, est remplacé par une valeur de bruit local fonction de la valeur représentative du modèle de bruit d'acquisition associée au bloc traité. De manière générale, on peut écrire C:j = g(K . 5 Par exemple , la fonction go est donnée par: C:j = sign(C ) - Kr - 6 -Irand l (EQ 4) Où: sign(C',) est le signe du coefficient ; Kr est le facteur de proportionnalité de reconstruction, qui vaut typiquement 1 mais 10 peut être plus généralement compris entre 0 et 3, rand est une valeur obtenue par tirage pseudo-aléatoire selon une loi de distribution prédéterminée, par exemple Gaussienne, de variance égale à 1. La valeur absolue de la valeur rand, notée Irandl, est utilisée dans la formule de l'équation (EQ 4). De préférence, tous les blocs de coefficients de l'image numérique transformée 15 sont traités. On applique ensuite, lors d'une étape d'application de transformation inverse 64, la transformation de compression inverse pour obtenir une image numérique intermédiaire. Avantageusement, cette image numérique intermédiaire ne présente plus 20 d'artefacts de compression, mais présente des artefacts de bruit instrumental d'acquisition analogues à ceux introduits par le dispositif d'acquisition d'images. En d'autres termes, l'image en sortie de traitement possède un bruit ayant les mêmes caractéristiques que le bruit instrumental présent dans l'image avant compression. La première étape 30 de décompression avec restitution du bruit instrumental est 25 suivie d'une étape 32 de débruitage appliqué sur l'image intermédiaire. L'étape 32 de débruitage comporte les sous-étapes 66 à 68. La sous-étape 66 consiste à appliquer une transformation de stabilisation de la variance, qui est de préférence la transformation d'Anscombe, à l'image intermédiaire préalablement obtenue. On obtient alors une image intermédiaire stabilisée. 30 Selon des variantes possibles, d'autres transformations de stabilisation de la variance, par exemple la transformation de Freeman-Tukey, sont applicables. La transformation d'Anscombe est paramétrée par deux coefficients a, b. Avantageusement, la valeur des coefficients (a,b) définissant la transformation 3058547 12 d'Anscombe appliquée est la même que celle des coefficients du modèle de bruit instrumental observé. La transformation d'Anscombe, appliquée dans le domaine spatial, est définie par : A(p)= -2..bp+ - 3 bz +az (EQ 5). 8 5 Où a et b sont des coefficients, de même valeur que les coefficients du modèle de bruit instrumental d'acquisition défini ci-dessus, dans le domaine spatial, et p est la valeur de radiométrie d'un pixel traité. Comme mentionné ci-dessus, dans le cas de l'acquisition multispectrale, chaque bande spectrale a une paire de valeurs de coefficients (a,b) associée. 10 L'étape 66 d'application de la transformation de stabilisation est suivie d'une étape 68 d'application d'une méthode de débruitage de bruit stationnaire, elle-même suivie d'une étape 70 d'application de la transformation de stabilisation de la variance inverse, pour obtenir une image numérique intermédiaire débruitée. On appelle bruit stationnaire un bruit dont l'écart-type est sensiblement constant 15 sur l'image. La transformation d'Anscombe inverse est donnée par : 3 a2 A1(p) =-4 8 bp-, --b-- b (EQ 6). L'étape 32 de débruitage est suivie d'une étape 34 de déconvolution pour obtenir l'image numérique restaurée. La déconvolution permet d'améliorer la netteté de l'image 20 obtenue. Toute méthode de déconvolution connue est applicable. Par exemple, on applique une transformation de Fourier, un filtrage de déconvolution dans le domaine de Fourier et une transformation de Fourrier inverse. Le filtrage de déconvolution utilisé est lié à la fonction de transfert optique 25 caractéristique du dispositif d'acquisition d'images, qui est mesurée et connue, de la même manière que les paramètres a et b de bruit instrumental. A titre d'exemple non limitatif on peut appliquer la méthode de déconvolution décrite dans l'article « Restoration technique for Pleiades-HR panchromatic images » de C. Latry et al, publié dans International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing 30 and Spatial Information Sciences, Volume XXXIX-B1, 2012. De préférence, la méthode de débruitage de bruit stationnaire appliquée à l'étape 68 est une méthode bayésienne non locale, comme par exemple la méthode décrite dans l'article de Marc Lebrun, Antoni Buades, et Jean-Michel Morel, « A Nonlocal Bayesian Image Denoising Algorithm» publié dans SIAM Journal on Imaging Sciences, vol. 6, no. 3, 3058547 13 pages 1665-1668. Le principe de la méthode NL-Bayes est de remplacer la valeur p d'un pixel p(x,y) par une moyenne pondérée des valeurs d'autres pixels p' de l'image traitée, choisis sur un critère de distance entre voisinages de taille donnée. En variante, d'autres méthodes de débruitage de bruit stationnaire connues, 5 comme par exemple la méthode connue sous l'acronyme BM3D pour « block matching and 3D filtering » ou un débruitage par apprentissage de type « deep learning », sont également applicables. La figure 5 est un synoptique des principales étapes d'un procédé de restauration selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, appliqué en particulier aux images 10 acquises par satellite. Dans ce mode de réalisation les images d'entrée sont d'une part l'image 10 qui est l'image panchromatique et n images 11 à 1,, chacune des images 11 à 1, correspondant à une bande spectrale d'acquisition donnée. Les images 11 à 1, sont appelées ci-après images multispectrales, étant entendu 15 que chacune de ces images correspond à une bande spectrale d'acquisition étroite donnée. Les images 11 à 1, ont une résolution spatiale plus faible que la résolution spatiale de l'image panchromatique 10. Typiquement le rapport de résolution est 4 pour l'imagerie satellitaire. 20 Ces images sont acquises lors des étapes d'acquisition 80, 82. Les étapes d'acquisition d'images sont suivies d'étapes 84, 86 de compression, selon un procédé de compression prédéterminé, utilisant une transformation de compression comme expliqué ci-dessus. Par exemple, dans un mode de réalisation les étapes d'acquisition 80, 82 et de 25 compression 84, 86 sont effectuées à bord d'un satellite. Ces étapes 84, 86 sont suivies d'étapes de décompression avec restitution de bruit instrumental 88, 90 pour l'image panchromatique 10, et 92, 94 pour chacune des images multispectrales 11 à 1,. La décompression avec restitution de bruit instrumental est effectuée de manière analogue à ce qui a été décrit en référence à la figure 4 pour la mise 30 en oeuvre de l'étape 30. A l'issue des étapes de décompression avec restitution de bruit instrumental 88, 90, 92, 94 on obtient une image panchromatique intermédiaire 10_,,term et des images multipectrales intermédiaires 11 interm à Injnterm- La décompression avec restitution de bruit instrumental est suivie d'une étape de 35 débruitage 96 pour l'image panchromatique intermédiaire Io interm et d'une étape de débruitage 98 pour chaque image multispectrale intermédiaire 11 interm à Injnterm- 3058547 14 Les étapes de débruitage respectives 96, 98 sont analogues à celles décrites en référence à la figure 4. L'étape de débruitage 98 comprend, dans un mode de réalisation, pour chaque image multispectrale intermédiaire lk interm, l'application d'une transformation de 5 stabilisation de la variance, par exemple la transformation d'Anscombe paramétrée avec les coefficients a,b du modèle de bruit instrumental pour la bande spectrale associée à Ik, puis l'application d'une méthode de débruitage de bruit stationnaire, et enfin l'application de la transformation de stabilisation de la variance inverse. A l'issue de l'étape de débruitage 98 on obtient des images multispectrales 10 restaurées à l'n. De manière analogue, l'étape de débruitage 96 appliquée à l'image panchromatique intermédiaire Io ,nterm comprend, dans un mode de réalisation, l'application d'une transformation de stabilisation de la variance, par exemple la transformation d'Anscombe paramétrée avec les coefficients a, b du modèle de bruit 15 instrumental pour la bande panchromatique, puis l'application d'une méthode de débruitage de bruit stationnaire, et enfin l'application de la transformation de stabilisation de la variance inverse. L'étape 96 de débruitage est suivie d'une étape de déconvolution 100, qui permet d'obtenir une image panchromatique restaurée l'O. 20 Enfin, les étapes 98 et 100 sont suivies d'une étape 102 de fusion de tout ou partie des images restaurées l'a, à I'n. De préférence, on applique la méthode de fusion d'images multirésolution décrite dans le brevet français publié sous le numéro FR2994007 de S. Fourest et C. Latry. En variante, on peut appliquer une autre méthode de fusion d'images 25 multirésolution connue de l'homme du métier. On obtient une image finale couleur restaurée, 'final, dont la qualité visuelle est améliorée par rapport à une image obtenue par un procédé classique de compression/décompression, restauration et fusion. Selon une variante du mode de réalisation de la figure 5, l'étape de déconvolution 30 100 est appliquée également à chacune des images multispectrales issues de l'étape de débruitage 98, de manière analogue à l'application de la déconvolution après l'étape de débruitage 96, de manière à améliorer la netteté des images multispectrales. Avantageusement, l'application d'une transformation de stabilisation de variance, permet de transformer le bruit instrumental restitué sur les images en un bruit dont la 35 variance est indépendante du signal d'image, ce qui permet une utilisation d'un algorithme de débruitage de bruit stationnaire. REVENDICATIONS1.- Procédé de restauration d'image numérique, l'image numérique à restaurer étant issue d'une image initiale acquise par un dispositif d'acquisition d'image ayant un bruit instrumental d'acquisition associé, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - obtention (30, 60-64, 80-94) d'une image numérique intermédiaire avec restitution du bruit instrumental d'acquisition, - débruitage (32, 66-70, 96, 98) de l'image numérique intermédiaire pour obtenir une image numérique intermédiaire débruitée, - déconvolution (34, 100) de l'image numérique intermédiaire débruitée pour obtenir une image numérique restaurée. 2.- Procédé de restauration d'image numérique selon la revendication 1, dans lequel l'image numérique à restaurer a été obtenue par application d'une compression à l'image initiale acquise pour obtenir une image initiale compressée, puis d'une décompression de l'image initiale compressée. 3.- Procédé de restauration d'image numérique selon la revendication 2, dans lequel ladite restitution de bruit instrumental d'acquisition est effectuée en lien avec la décompression de l'image initiale compressée. 4.- Procédé de restauration d'image numérique selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'image numérique à restaurer est une image multispectrale composée d'une pluralité d'images acquises dans des bandes spectrales différentes et dans lequel les étapes d'obtention (80-94) d'une image numérique intermédiaire et de débruitage (96, 98) de l'image numérique intermédiaire sont appliquées à chacune des images acquises dans des bandes spectrales différentes, et l'étape de déconvolution (100) est appliquée à au moins une des images numériques intermédiaires. 5.- Procédé de restauration d'image numérique selon la revendication 4, comportant en outre une étape de fusion (102) d'images appliquée après débruitage (96, 98) ou après déconvolution (100), pour obtenir une image restaurée finale. 6.-Procédé de restauration d'image numérique selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le bruit instrumental d'acquisition est modélisé par un modèle paramétré 3058547 16 par deux coefficients, les coefficients ayant des valeurs utilisées lors de la restitution de bruit instrumental, et dans lequel l'étape de débruitage comporte l'application d'une transformation de stabilisation de la variance paramétrée par les deux coefficients caractérisant ledit modèle paramétré du bruit instrumental d'acquisition. 5 7.- Procédé de restauration d'image numérique selon la revendication 6, dans lequel l'image numérique à restaurer est une image multispectrale composée d'une pluralité d'images acquises dans des bandes spectrales différentes, et dans lequel des valeurs des coefficients du modèle de bruit instrumental d'acquisition dépendent de la 10 bande spectrale d'acquisition et sont déterminées pour chaque bande spectrale d'acquisition. 8.- Procédé de restauration d'image numérique selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel l'étape de débruitage comporte les sous-étapes 15 suivantes : -application (66) de la transformation de stabilisation de la variance pour obtenir une image intermédiaire stabilisée, -application (68) d'un procédé de débruitage de bruit stationnaire sur l'image intermédiaire stabilisée, 20 -application (70) d'une transformation inverse de ladite transformation de stabilisation de la variance sur l'image numérique résultant de l'étape d'application d'un procédé de débruitage pour obtenir une image numérique intermédiaire débruitée. 9.- Procédé de restauration d'image numérique selon la revendication 8, dans 25 lequel ladite transformation de stabilisation de la variance est une transformation d'Anscombe, 10.- Procédé de restauration d'image numérique selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel l'étape d'obtention d'une image numérique intermédiaire comprend des 30 sous-étapes de : - obtention (60), par application d'une transformation dite transformation de compression, d'une représentation de l'image numérique à restaurer par une pluralité de blocs de coefficients, chaque bloc de coefficients correspondant à un bloc de pixels d'image numérique à restaurer, 35 - pour au moins un coefficient traité d'un bloc de coefficients : 3058547 17 -calcul d'un seuil de bruit en fonction d'une valeur représentative du modèle de bruit instrumental d'acquisition d'image, -comparaison de la valeur absolue dudit coefficient traité au seuil de bruit, et, 5 - lorsque la valeur absolue du coefficient traité est supérieure ou égale audit seuil de bruit, ledit coefficient est laissé inchangé, - lorsque la valeur absolue du coefficient traité est inférieure audit seuil de bruit, remplacement (62) de la valeur coefficient traité par une valeur de bruit dépendant de ladite valeur représentative d'un modèle de bruit d'acquisition 10 d'image. 11.- Procédé de restauration d'image numérique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le bruit instrumental d'acquisition est modélisé par un modèle paramétré définissant l'écart-type de bruit a par o- = Va2 +b- s , où a et b sont 15 des coefficients dudit modèle et s est une valeur de coefficient représentatif d'une moyenne des valeurs associées aux pixels d'un bloc de pixels d'image numérique considéré. 12.- Programme d'ordinateur comportant des instructions pour mettre en oeuvre 20 les étapes d'un procédé de restauration d'image numérique selon l'une des revendications 1 à 11 lors de l'exécution du programme par un processeur d'un dispositif programmable. 13.- Dispositif de restauration d'image numérique, l'image numérique à restaurer 25 étant issue d'une image initiale acquise par un dispositif d'acquisition d'image ayant un bruit instrumental d'acquisition associé, caractérisé en ce qu'il comporte des modules, mis en oeuvre par un processeur d'un dispositif programmable, adaptés à : - obtenir une image numérique intermédiaire avec restitution du bruit instrumental 30 d'acquisition, - débruiter l'image numérique intermédiaire pour obtenir une image numérique intermédiaire débruitée, - déconvoluer l'image numérique intermédiaire débruitée pour obtenir une image numérique restaurée. 35 3058547 18 14.- Dispositif de restauration d'image numérique selon la revendication 13, dans lequel l'image numérique à restaurer est une image multispectrale composée d'une pluralité d'images acquises dans des bandes spectrales différentes, comportant en outre un module de fusion d'images adapté à appliquer une fusion après débruitage ou après 5 déconvolution, pour obtenir une image restaurée finale. 10