Brevet FR3090969A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : Dispositif et procédé d'estimation de mouvement d'un capteur d'images entre deux images, programme d'ordinateur associé [pool] La présente invention concerne un procédé d'estimation de mouvement d'un capteur d'images entre deux images capturées par ce capteur. [0002] Dans le domaine du traitement vidéo, de nombreuses méthodes de stabilisation numérique d'images, de détections d'objets mobiles en caméra embarquée, de construction de bandeaux, de détermination de trajectoire d'objets ... utilisent de tels procédés d'estimation de mouvement entre deux images, comprenant généralement l'estimation d'un vecteur, dit vecteur de déplacement, définissant le mouvement de la caméra entre deux images consécutives ; un tel vecteur est par exemple composé des paramètres d'un modèle de déplacement entre les deux images. [0003] Bien souvent, ces méthodes de calculs de flux de déplacement minimisent une fonction d'erreur de manière itérative en partant d'un vecteur de déplacement de valeur d'initialisation donnée et proposent ainsi, au fil des itérations, des vecteurs de déplacement de plus en plus proches d'un minimum de cette fonction d'erreurs (en supposant que ce minimum local corresponde au vecteur de déplacement vrai). Les méthodes itératives utilisées sont typiquement celles de type Newton ou Gauss-Newton ou encore de descente de gradient. [0004] Ces méthodes présentent plusieurs problèmes. Si le vecteur initial de déplacement est trop éloigné, au sens de la norme euclidienne, du déplacement vrai, la méthode ne converge pas et produit un résultat inexploitable. Un deuxième problème, conséquence directe du premier est que, comme le vecteur initial ne doit pas être trop éloigné du vecteur vrai, les amplitudes des déplacements entre images qui peuvent être estimées s'en trouvent limitées. Un troisième problème est que rien ne garantit, dans le cas général, que la fonction d'erreur à minimiser soit convexe : l'algorithme peut donc converger vers un minimum local éloigné de la solution vraie. Enfin, la convergence de ces méthodes peut nécessiter de nombreuses itérations, coûteuses en temps (et ressources) de calcul, ce qui est problématique dans des applications temps réel. [0005] Le but de l'invention est alors de proposer une solution qui contribue à réduire ces problèmes. [0006] A cet effet, suivant un premier aspect, l'invention propose un procédé d'estimation de mouvement entre deux images mis en oeuvre par un dispositif de traitement électronique, lesdites images étant capturées à l'aide d'un appareil de capture d'images, ledit procédé comprenant les étapes consistant. à : 2 [0007] - recueillir les données définissant chacune des deux images ; [0008] - déterminer un vecteur de déplacement d' initial isation caractérisant un déplacement entre lesdites deux images ; [0009] - mettre en oeuvre, à partir du vecteur dc déplacement d'initialisation, un algorithme itératif délivrant à chaque itération un vecteur de déplacement actualisé en fonction d'une fonction d'erreur à minimiser entre l'une des deux images et la transformée de l'autre image par un déplacement défini par le vecteur de déplacement actualisé, [0010] - ledit procédé étant caractérisé en cc qu'il comprend les étapes consistant à : [0011] "recueillir des informations définissant le mouvement de l'appareil de capture d'images entre les deux images ; [0012] * recueillir la valeur de parametre(s) de capture de l'appareil de capture d'images utilisé(s) pour la capture des deux images parmi une ouverture angulaire, un facteur de zoom et la résolution des images ; [0013] * déterminer le vecteur de déplacement d' initialisation par projection, dans le plan image de l'appareil de capture d'image, du déplacement entre les deux images calculés en fonction des informations recueillies définissant le mouvement de l'appareil dc capture d'images entre les deux images et en fonction de la valeur de chaque paramètre de capture. [0014] L'invention permet ainsi d'utiliser les informations de paramétrage de la caméra ainsi que les informations de position et d'orientation de la caméra issues d'une centrale inertielle couplée à la caméra afin de proposer un premier vecteur de déplacement X0 proche du vecteur vrai. Cela permet d'améliorer globalement les performances en accroissant la probabilité de converger vers le déplacement vrai. En particulier, cela améliore la précision de la solution fournie et permet d'estimer des déplacements plus grands entre images. De plus, utiliser un premier vecteur de déplacement X0 proche du vrai a pour conséquence une diminution du nombre d'itérations et accélérera aussi la convergence tout en réduisant naturellement les temps et ressources de calcul. [0015] Dans des modes de réalisation, le procédé d'estimation de mouvement suivant l'invention comporte en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : [0016] les informations définissant le mouvement de l'appareil de capture d'images entre les deux images sont fournies par un dispositif de détermination de mouvement attaché à l'appareil de capture d'images ; le vecteur de déplacement d'initialisation est pris égal à (0) op I ( a p , a 2o p , a p(, a 4o p / a p , a 6o p / ) où [0017] 3 [Math .1] 100181 où L est le nombre de niveaux d'une pyramide de réduction successive de résolution d'image dans le cas d'un procédé d'estimation de mouvement multi-résolution ou est égal à 1 sinon ; , 0, p,) sont les angles d'Euler indiqués par les informations re- cueillies, (JO représentant en outre la rotation de la caméra autour de sa ligne de visée, les images ayant W pixels en largeur et Er pixels en hauteur. 100191 Suivant un deuxième aspect, la présente invention propose un dispositif électronique d'estimation de mouvement entre deux images comprenant une entrée pour recueillir les données définissant chacune des deux images et étant adapté pour déterminer un vecteur de déplacement d'initialisation caractérisant un déplacement entre lesdites deux images et pour mettre en oeuvre, à partir du vecteur de déplacement d'initialisation, un algorithme itératif délivrant à chaque itération un vecteur de déplacement actualisé en fonction d'une fonction d'erreur à minimiser entre l'une des deux images et la transformée de l'autre image par un déplacement défini par le vecteur de déplacement actualisé, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il est adapté pour recueillir des informations définissant le mouvement de l'appareil de capture d'images entre les deux images, pour recueillir la valeur de paramètre(s) de capture d'un appareil de capture d'images utilisé(s) pour la capture des deux images parmi une ouverture angulaire, un facteur de zoom et la résolution des images et pour déterminer le vecteur de déplacement d'initialisation par projection, dans le plan image de l'appareil de capture d'image, du déplacement entre les deux images calculé en fonction des informations recueillies définissant le mouvement de l'appareil de capture d'images entre les deux images et en fonction de la valeur de chaque paramètre de capture. [0020] Dans un mode de réalisation, ledit dispositif est adapté pour prendre le vecteur de dé- placement d'initialisation égal à