Brevet FR3138961A1 — publié le 20240223

Ce procédé de traitement d’une image infrarouge (16) captée par une caméra infrarouge comprend les étapes suivantes : - duplication de l’image infrarouge (16) en une première image (20) et une deuxième image (22) (étape 18) ; - application d’un traitement local faisant ressortir les hautes fréquences spatiales sur la première image (20) par un module de traitement d’image (étape 24) ; - application d’un traitement global sur la deuxième image (22) par le module de traitement d’image (étape 26) ; - fusion de la première image (20) avec la deuxième image (22) par un module de fusion d’images en une image finale (30) comprenant au moins une fraction de la première image (20) et au moins une fraction de la deuxième image (22) (étape 28). Figure pour l’abrégé : Fig 2 Procédé de traitement d’une image infrarouge par fusion de plusieurs traitements de l’image infrarouge La présente invention concerne le traitement d’images infrarouges capturées par une caméra thermique. En particulier, la présente invention concerne la fusion de deux à quatre traitements d’une même image infrarouge de manière à faire ressortir plusieurs types d’informations de la scène capturée sous forme d’image infrarouge. De manière générale, l’invention s’applique à tout type d’image pouvant apporter différents types d’informations en fonction du traitement d’image appliqué. Techniques antérieures Les dispositifs d’imagerie existants comprennent par exemple une caméra comprenant un capteur et un système optique, ainsi qu’un module de traitement d’image permettant respectivement de capter une image d’une scène et de traiter ladite image par application d’une fonction de traitement. En particulier, le module de traitement d’image comprend par exemple un module d’optimisation de l’histogramme des images captées. L’histogramme d’une image est une représentation de la distribution d’intensité des pixels de ladite image. Le module d’optimisation de l’histogramme est également appelé C.A.H pour Contrôle Automatique d’Histogramme. Le module d’optimisation de l’histogramme est destiné à pouvoir analyser et optimiser le traitement de l’image captée par la caméra, par exemple en étirant l’histogramme de manière globale et/ou de manière locale. De manière générale, l’étirage d’un histogramme consiste par exemple à mieux répartir la distribution d’intensité des pixels de l’image, et plus généralement à donner une autre forme de distribution des intensités des pixels. En particulier, l’étirage de l’histogramme de manière globale est réalisé en prenant en compte la valeur de l’intensité de tous les pixels de l’image tandis que l’étirage de l’histogramme de manière locale est réalisé en prenant en compte la valeur de l’intensité de pixels sur une ou des zones précises de l’image, par exemple sur des zones possédant une fréquence spatiale particulière. Un étirage de l’histogramme de l’image de manière locale est par exemple réalisé par étirage de l’histogramme pour chaque fréquence spatiale de l’image indépendamment des autres, la superposition de ces histogrammes étirés permettant d’obtenir l’image traitée de manière locale. Un avantage de l’étirage global d’un histogramme d’une image infrarouge obtenue avec un capteur infrarouge, également appelé capteur thermique, est de favoriser la détection par un ordinateur ou par un opérateur de zones d’intérêt dans l’image infrarouge, par exemple de zones émettant de la chaleur. En effet, un étirage global améliore le contraste de l’image et permet une meilleure détection de zones d’intérêt au détriment d’une perte de détails. Cet avantage est utile pour un usage de jour comme de nuit pour des applications de surveillance, de défense et de vision industrielle. Un avantage de l’étirage local d’un histogramme d’une image infrarouge est de favoriser l’identification de détails dans la scène observée par la caméra infrarouge. Cependant, la quantité de détails fait perdre à l’œil humain sa capacité de reconnaissance et de détection de zones d’intérêt. Le module d’optimisation de l’histogramme permet également d’étirer l’histogramme d’une image de manière mixte, à savoir en appliquant une pondération entre un étirage global et un étirage local. Cependant, le choix d’un compromis de manière mixte entre un étirage local et un étirage global ne permet pas d’obtenir les meilleures performances dans chacun des deux cas. Des dispositifs d’imagerie selon l’état de la technique comportant des caméras thermiques comprennent également une voie de traitement léger en addition du module d’optimisation de l’histogramme dans le module de traitement d’image. Cette voie de traitement permet d’étirer l’histogramme de l’image de manière globale, ou de ne pas appliquer de traitement d’étirage de l’histogramme. Cette voie de traitement est en particulier utilisée habituellement pour transmettre des informations de suivi (« tracking » en termes anglo-saxons) ou pour récupérer un flux d’images brutes non traitées. De plus, des dispositifs d’imagerie selon l’état de la technique peuvent comprendre un module de fusion d’images, permettant aux dispositifs d’imagerie comprenant un capteur infrarouge et un capteur dans les longueurs d’onde du visible de combiner les informations thermiques et visibles sur une même image en sortie du dispositif d’imagerie. La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités et de fournir un procédé de traitement d’une image infrarouge formant une image offrant les meilleures performances possibles tant en détection qu’en identification. La présente invention a pour objet un procédé de traitement d’une image infrarouge captée par une caméra infrarouge, le procédé comprenant les étapes suivantes : - duplication de l’image infrarouge en une première image et une deuxième image ; - application d’un traitement local faisant ressortir les détails sur la première image pour chaque fréquence spatiale par un module de traitement d’image ; - application d’un traitement global sur la deuxième image par le module de traitement d’image ; et - fusion de la première image avec la deuxième image par un module de fusion d’images en une image finale comprenant au moins une fraction de la première image et au moins une fraction de la deuxième image. Ainsi, à l’aide de modules préexistant, notamment d’un module de traitement d’image préexistant, la présente invention permet de former une image infrarouge regroupant les informations de deux traitements différents au maximum de leur capacité et ainsi de permettre à un opérateur ou à un ordinateur de détecter aisément une zone d’intérêt tout en pouvant identifier ses détails. Dans un mode de mise en œuvre, le procédé comprend en outre une étape d’affichage en temps réel de l’image finale par un écran d’affichage. Selon un mode de mise en œuvre, l’étape d’application d’un traitement local comprend l’étirage de l’histogramme pour chaque fréquence spatiale de la première image indépendamment des autres fréquences spatiales, et comprend la superposition de ces histogrammes étirés de manière à obtenir la première image traitée de manière locale. Selon un mode de mise en œuvre, l’étape d’application d’un traitement global sur la deuxième image comprend l’étirage de l’histogramme de la deuxième image en prenant en compte la valeur de l’intensité de tous les pixels de la deuxième image. Selon une caractéristique de la présente invention, l’étape de fusion de la première image avec la deuxième image comprend une étape de sélection automatique ou manuelle d’une première zone d’intérêt sur l’image infrarouge captée correspondant à la fraction de la première image et d’une deuxième zone d’intérêt sur l’image infrarouge captée correspondant à la fraction de la deuxième image à fusionner. Dans un mode de mise en œuvre, l’étape de sélection de la première zone d’intérêt et de la deuxième zone d’intérêt est effectuée de sorte que la première zone d’intérêt est identique à la deuxième zone d’intérêt, et l’étape de fusion est effectuée de sorte que l’image finale est séparée horizontalement ou verticalement avec la fraction de la première image d’une part et la fraction de la deuxième image d’autre part, les fractions de la première image et de la deuxième image étant similaires. Dans un autre mode de mise en œuvre, l’étape de sélection de la première zone d’intérêt et de la deuxième zone d’intérêt est effectuée de sorte que la première zone d’intérêt est comprise dans la deuxième zone d’intérêt, et l’étape de fusion est effectuée de sorte que l’image finale comprend une fraction de la première image incrustée dans la fraction de la deuxième image. Avantageusement, l’étape de sélection de la première zone d’intérêt et de la deuxième zone d’intérêt comprend une étape de détection automatique desdites zones d’intérêt en fonction de la température et/ou du mouvement et/ou de la forme desdites zones d’intérêt, la fraction de la première image et la fraction de la deuxième image étant par exemple centrées respectivement autour desdites première et deuxième zones d’intérêt dans l’image finale. Dans un mode de mise en œuvre, les étapes d’application d’un traitement local sur la première image et d’application d’un traitement global sur la deuxième image sont effectuées simultanément. La présente invention a également pour objet un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé tel que défini précédemment, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. La présente invention a également pour objet un support d’enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé tel que défini précédemment. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : est une vue schématique d’un dispositif d’imagerie destiné à mettre en œuvre le procédé selon l’invention ; est une illustration schématique des différentes étapes du procédé de traitement d’image infrarouge selon l’invention ; est une représentation schématique d’une image finale obtenue par le procédé de traitement d’image infrarouge selon l’invention dans un mode de mise en œuvre ; et est une représentation schématique d’une image finale obtenue par le procédé de traitement d’image infrarouge selon l’invention dans un deuxième mode de mise en œuvre. Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation On a représenté schématiquement sur la un dispositif d’imagerie 2 destiné à mettre en œuvre le procédé décrit ci-dessous. Le dispositif d’imagerie 2 comprend une caméra infrarouge comprenant un système optique et un capteur infrarouge 4 ainsi qu’un module de traitement d’image 6 pouvant s’apparenter à un programme d’ordinateur embarqué dans la caméra. Le module de traitement d’image 6 comprend d’une part un module d’optimisation locale de l’histogramme 8 d’images captées par le capteur infrarouge 4, et d’autre part un module léger d’étirage global 10 d’images captées par le capteur infrarouge 4. Le module de traitement d’image 6 comprend également un module de fusion 12 d’une image en sortie du module d’optimisation locale de l’histogramme 8 avec une image en sortie du module léger d’étirage global 10. En particulier, le module d’optimisation locale de l’histogramme 8 permet un étirage de l’histogramme d’une image de manière locale. Le module léger d’étirage global 10 permet un étirage de l’histogramme d’une image de manière globale. Le dispositif d’imagerie 2 comprend optionnellement un écran d’affichage 14 d’une image. Par exemple, l’image affichée est l’image obtenue en sortie du module de fusion 12. On a représenté schématiquement sur la les différentes étapes d’un procédé de traitement d’une image infrarouge 16 captée par un capteur infrarouge 4 dans un mode de mise en œuvre. Le capteur infrarouge est par exemple le capteur infrarouge 4 du dispositif d’imagerie 2 illustré à la et le procédé est par exemple mis en œuvre par le dispositif d’imagerie 2 illustré à la . Pour la mise en œuvre du procédé de traitement, on effectue en premier lieu une étape 18 de duplication de l’image infrarouge 16 captée par le capteur infrarouge 4. La duplication génère ainsi une première image 20 et une deuxième image 22, identiques à l’image infrarouge 16 captée. En particulier, l’image infrarouge 16 représente une scène en intérieur ou en extérieur. L’étape 18 de duplication peut être effectuée plus particulièrement avec un module de duplication (non représenté) compris dans le dispositif d’imagerie. L’étape 18 de duplication peut également être effectuée par la duplication de l’image infrarouge 16 en un nombre N d’images. Cela permet d’appliquer par la suite un nombre N de traitements d’images différents respectivement auxdites N images. De préférence, N est compris entre 2 et 4 images dupliquées. La présente invention ne se limite donc pas à la duplication, au traitement et à la fusion de deux traitements d’une image. On effectue ensuite une étape 24 d’application d’un traitement local faisant ressortir les détails sur la première image 20. Les détails correspondent aux hautes fréquences spatiales d’une image. Cette étape 24 est par exemple mise en œuvre avec le module de traitement d’image 6 par le module d’optimisation locale de l’histogramme 8. En particulier, l’étape 24 d’application d’un traitement local comprend par exemple l’étirage de l’histogramme pour chaque fréquence spatiale de la première image indépendamment des autres, et comprend la superposition de ces histogrammes étirés de manière à obtenir la première image traitée de manière locale. Autrement dit, la première image est traitée fréquence spatiale par fréquence spatiale, tous les pixels ayant une même fréquence spatiale étant regroupés dans une même sous-image virtuelle afin d’étirer l’histogramme des intensités des pixels de ladite sous-image virtuelle. Ainsi, la valeur d’intensité des pixels pour une fréquence spatiale donnée est modifiée et étirée sur tout le spectre des intensités possible. On réalise l’étirage d’histogramme pour chaque fréquence spatiale de la première image, et on combine toutes les sous-images virtuelles en une première image traitée, on obtient une première image ayant de nombreuses variations d’intensité, et donc un plus grand nombre de détails. On effectue également une étape 26 d’application d’un traitement global sur la deuxième image 22. Cette étape 26 est par exemple mise en œuvre avec le module de traitement d’image 6 et plus particulièrement avec le module léger d’étirage global 10. Dans un mode de mise en œuvre, cette étape 26 comprend l’étirage de l’histogramme de la deuxième image. Autrement dit, la valeur de l’intensité de tous les pixels de la deuxième image est modifiée de sorte que l’histogramme de ces valeurs est étiré sur toute les valeurs possibles d’intensité des pixels. Plus précisément, l’étirage de l’histogramme s’effectue en effectuant un recalage de l’histogramme sur une intensité zéro et en appliquant un gain en intensité à l’ensemble des pixels. Avantageusement, les étapes 24 et 26 d’application d’un traitement local et d’application d’un traitement global sont effectuées simultanément. Cela est possible par le fait que la première image 20 et la deuxième image 22 sont traitées indépendamment, par exemple respectivement par le module d’optimisation locale de l’histogramme 8 d’une part et part le module léger d’étirage global 10 d’autre part. En variante, N images sont dupliquées, par exemple quatre images, les étapes 24 et 26 étant appliquées à deux images et des étapes de traitements différentes étant appliquées aux deux images restantes pour les modifier, par exemple par des briques de traitement supplémentaires. On effectue ensuite une étape 28 de fusion de la première image 20 modifiée après l’étape 24 avec la deuxième image 22 modifiée après l’étape 26 en une image finale 30. Le cas échéant, l’étape 28 de fusion permet de fusionner les N images modifiées. L’étape 28 de fusion est par exemple effectuée par le module de fusion 12 d’images du dispositif d’imagerie 2. L’image finale 30 comprend au moins une fraction de la première image 20 et au moins une fraction de la deuxième image 22. On entend par fraction une partie de forme libre d’une des images 20 et 22. L’étape 28 de fusion de la première image 20 modifiée avec la deuxième image 22 modifiée en une image finale 30 permet en particulier de combiner les intérêts respectifs d’un traitement local et d’un traitement global, et donc de faciliter respectivement l’identification et la détection sur une même image finale 30. L’étape 28 de fusion comprend une étape 32 de sélection automatique ou manuelle d’une première zone d’intérêt sur l’image infrarouge captée. Cette première zone d’intérêt correspond dans l’image finale à la fraction de la première image 20. L’étape 32 effectue également la sélection automatique ou manuelle d’une deuxième zone d’intérêt sur l’image infrarouge captée. Cette deuxième zone d’intérêt correspond dans l’image finale 30 à la fraction de la deuxième image 22 comprise dans l’image finale 30. La sélection est par exemple effectuée manuellement par un opérateur, ou automatiquement par un ordinateur, ou encore par défaut. Dans un mode de mise en œuvre, l’étape 28 de fusion est effectuée de sorte que l’image finale 30 est séparée horizontalement ou verticalement. On a représenté schématiquement sur la un exemple d’une image finale 30 obtenue dans ce mode de mise en œuvre. L’étape 32 effectue par exemple la sélection automatique ou manuelle de la zone d’intérêt qui sera la même pour l’image 20 et l’image 22. Autrement dit, la fraction 34 de la première image 20 est positionnée d’un côté d’une séparation 36 dans l’image finale 30, par exemple en haut de l’image finale 30, et la fraction 38 de la deuxième image 22 de l’autre côté de ladite séparation 36, par exemple en bas de l’image finale 30. Avantageusement, les fractions 34 et 38 de la première image 20 et de la deuxième image 22 sont similaires et occupent chacune la moitié de l’image finale 30, autrement dit elles ont des dimensions semblables pour pouvoir comparer dans des conditions semblables d’affichage la même scène traitée différemment. Néanmoins, la fraction 34 de la première image 20 peut illustrer une scène différente de la fraction 38 de la deuxième image 22. En variante, la fraction 34 de la première image 20 occupe plus de la moitié de l’image finale 30 ou la fraction 38 de la deuxième image 22 occupe plus de la moitié de l’image finale 30. Dans un autre mode de mise en œuvre, l’étape 32 de sélection des première et deuxième zones d’intérêt et l’étape 32 de fusion sont effectuées de sorte que l’image finale 30 comprend une fraction 34 de la première image 20 incrustée dans la fraction 38 de la deuxième image 22. On a représenté schématiquement sur la un exemple d’une image finale 30 obtenue dans ce mode de mise en œuvre. Autrement dit, la fraction 38 de la deuxième image 22 occupe l’essentiel de l’espace de l’image finale 30 et la fraction 34 de la première image 20 est incrustée, par exemple au centre de la fraction 38 de la deuxième image 22, permettant ainsi à un opérateur regardant l’image finale 30 de détailler le centre de la scène tout en pouvant détecter des éléments sur la périphérie de l’image finale 30. En variante, plusieurs fractions 34 de la première image 20 peuvent être incrustées à divers emplacements dans la fraction 38 de la deuxième image 22 de manière à mettre en évidence plusieurs zones d’intérêt. De plus, la scène illustrée dans la fraction 34 de la première image 20 peut être agrandie par un zoom en comparaison avec la scène illustrée dans la fraction 38 de la deuxième image 22. Selon une caractéristique de l’invention, l’étape 32 de sélection de la première et de la deuxième zones d’intérêt comprend une étape 40 de détection de zones d’intérêt en fonction de la température et/ou du mouvement et/ou de la forme desdites zones d’intérêt, les fractions 34 et 38 de la première et de la deuxième images 20 et 22 étant centrées respectivement autour des première et deuxième zones d’intérêt dans l’image finale 30. La sélection est par exemple manuelle et est effectuée par un opérateur qui sélectionne, par exemple sur un écran d’affichage les zones d’intérêt afin de les afficher avec le traitement de la première image 20. En variante, la sélection est effectuée automatiquement par un ordinateur et/ou une carte électronique embarquée en fonction de critères de température, et/ou de mouvement et/ou de forme de la zone d’intérêt. Une image finale 30 peut comprendre une fraction 38 de la deuxième image 22 ainsi que plusieurs fractions 34 de la première image 20 incrustées dans la fraction de la deuxième image, afin de mettre en évidence des détails de plusieurs zones d’intérêts de la scène observée. Optionnellement, on effectue une étape 42 d’affichage de l’image finale 30 par l’écran d’affichage 14 du dispositif d’imagerie 2, l’étape 42 d’affichage étant de préférence effectuée en temps réel de sorte que l’étape 42 d’affichage est effectuée au maximum une seconde après que l’image infrarouge 16 ait été dupliquée, par exemple en un temps correspondant à trois trames de traitement, soit 60 millisecondes pour une fréquence de d’acquisition de 50Hz. Procédé de traitement d’une image infrarouge (16) captée par une caméra infrarouge (4), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : une étape (18) de duplication de l’image infrarouge (16) en une première image (20) et une deuxième image (22) ; une étape (24) d’application d’un traitement local faisant ressortir les détails sur la première image (20) pour chaque fréquence spatiale par un module de traitement d’image (6) ; une étape (26) d’application d’un traitement global sur la deuxième image (22) par le module de traitement d’image (6) ; et une étape (28) de fusion de la première image (20) avec la deuxième image (22) par un module de fusion (12) d’images en une image finale (30) comprenant au moins une fraction (34) de la première image (20) et au moins une fraction (38) de la deuxième image (22). Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre une étape (42) d’affichage en temps réel de l’image finale (30) par un écran d’affichage (14). Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel l’étape (24) d’application d’un traitement local comprend l’étirage de l’histogramme pour chaque fréquence spatiale de la première image (20) indépendamment des autres fréquences spatiales, et comprend la superposition de ces histogrammes étirés de manière à obtenir la première image traitée de manière locale. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’étape (26) d’application d’un traitement global sur la deuxième image (22) comprend l’étirage de l’histogramme de la deuxième image (22) en prenant en compte la valeur de l’intensité de tous les pixels de la deuxième image (22). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’étape (28) de fusion de la première image (20) avec la deuxième image (22) comprend une étape (32) de sélection automatique ou manuelle d’une première zone d’intérêt sur l’image infrarouge (16) captée correspondant à la fraction (34) de la première image (20) et d’une deuxième zone d’intérêt sur l’image infrarouge (16) captée correspondant à la fraction (38) de la deuxième image (22) à fusionner. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l’étape (32) de sélection de la première zone d’intérêt et de la deuxième zone d’intérêt est effectuée de sorte que la première zone d’intérêt est identique à la deuxième zone d’intérêt, et l’étape (28) de fusion est effectuée de sorte que l’image finale (30) est séparée horizontalement ou verticalement avec la fraction (34) de la première image (20) d’une part et la fraction (38) de la deuxième image (22) d’autre part, les fractions (34 ; 38) de la première image (20) et de la deuxième image (22) étant similaires. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l’étape (32) de sélection de la première zone d’intérêt et de la deuxième zone d’intérêt est effectuée de sorte que la première zone d’intérêt est comprise dans la deuxième zone d’intérêt, et l’étape (28) de fusion est effectuée de sorte que l’image finale (30) comprend une fraction (34) de la première image (20) incrustée dans la fraction (22) de la deuxième image (22). Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel l’étape (32) de sélection de la première zone d’intérêt et de la deuxième zone d’intérêt comprend une étape (40) de détection automatique desdites zones d’intérêt en fonction de la température et/ou du mouvement et/ou de la forme desdites zones d’intérêt, la fraction (34) de la première image (20) et la fraction (38) de la deuxième image (22) étant par exemple centrées respectivement autour desdites première et deuxième zones d’intérêt dans l’image finale (30). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les étapes (24 ; 26) d’application d’un traitement local sur la première image (20) et d’application d’un traitement global sur la deuxième image (22) sont effectuées simultanément. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.