BE1012272A5 - Dispositif et procede de mesure d'images colorees. - Google Patents

Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif de mesure de valeurs chromatiques d'une image colorée, comprenant une chaîne d'acquisition d'informations mesurées à l'aide d'un capteur (100) et converties sous forme numérique par une unité de traitement (200), dans lequel le capteur (100) comprend une caméra (150) et un illuminant (120) disposés au sein d'une seule et même enceinte.

Description

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   DISPOSITIF ET PROCEDE DE MESURE D'IMAGES COLOREES Objet de l'invention
La présente invention se rapporte tout d'abord à un dispositif qui permet la mesure des paramètres chromatiques d'une image colorée et le traitement éventuel des informations mesurées sur ladite image. 



   La présente invention se rapporte également au procédé de mesure de ladite image. 



  Etat de la technique
On connaît de nombreux dispositifs de prise de mesure colorimétrique qui permettent de donner par une mesure trisimulus des valeurs des trois paramètres R (red), G (green) et B (blue) d'une mesure colorimétrique. Dans ce but, un illuminant est utilisé afin d'éclairer une image dont on effectuera la mesure. Il convient de noter qu'habituellement, cette mesure est une mesure moyenne des valeurs colorimétriques de la surface illuminée. 



   La demande de brevet FR-A-2749077 a proposé un procédé et un dispositif de mesure de la couleur en calculant les composantes trichromatiques par rapport à un système colorimétrique de référence. Ce calcul s'effectue en utilisant une matrice de passage du système colorimétrique lié à la chaîne d'acquisition des informations vers le système colorimétrique de référence. 



  Ladite matrice de passage est calculée par un processus 

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 itératif à partir des composantes trichromatiques mesurées par le système colorimétrique de référence des trois couleurs primaires. Néanmoins, on observe que la capture des mesures s'effectue à l'aide d'une caméra tri-CCD possédant trois chips, un chip pour chacune des trois composantes chromatiques. Le coût de cette caméra est relativement élevé. En outre, on observe que l'illuminant est placé à l'extérieur de la chaîne d'acquisition incluant la caméra. Ceci signifie que des perturbations dues à l'illumination environnante (ambiance) seront prises lors de la mesure par le système d'acquisition. En outre, on observe qu'aucun traitement de l'image ne sera possible avec le système décrit dans cette référence. 



  Buts de l'invention
La présente invention vise à proposer un dispositif et un procédé améliorés qui permettent d'obtenir une mesure des valeurs chromatiques d'une image colorée et qui permettent également un traitement desdites valeurs. 



   La présente invention vise également à permettre d'utiliser ces informations pour des applications médicales, industrielles, cosmétiques, alimentaires ou encore dans toutes autres applications utilisant la technique de la colorimétrie. 



   Il s'agira d'obtenir une mesure reproductible et fiable des valeurs chromatiques de l'image mesurée. 



   La présente invention vise également à proposer un dispositif et un procédé qui permettent d'avoir des mesures stabilisées par rapport à un référant. 



   A titre complémentaire, la présente invention vise à proposer un dispositif et un procédé qui permettent la mesure des valeurs chromatiques pour des surfaces non homogènes. 

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  Principaux éléments caractéristiques de l'invention
La présente invention se rapporte tout d'abord à un dispositif de mesure de valeurs chromatiques d'une image colorée, comprenant une chaîne d'acquisition d'informations analogiques mesurées à l'aide d'un capteur et converties sous forme numérique par une unité de traitement, dans lequel le capteur comprend une caméra et un illuminant disposés au sein d'une seule et même enceinte. 



   De préférence, la caméra est une caméra mono-CCD. 



   De préférence, l'illuminant sera réalisé à l'aide d'une ou plusieurs diodes blanches ou d'autres couleurs et intégrées géométriquement audit capteur. 



   Selon une forme d'exécution préférée, le capteur comprend un référant d'une couleur déterminée disposé dans le champ de vision de la caméra. Ce référant sera disposé de préférence sur une fenêtre qui permet de protéger la partie interne du capteur. 



   Selon une forme d'exécution préférée, les informations converties par l'unité de traitement sont transmises à un moniteur qui peut être une vidéo, un écran d'ordinateur ou une imprimante, et qui permet une visualisation précise de l'image. Eventuellement, à l'aide de ce moniteur, on pourra également effectuer un traitement de l'image comme mesurer la distance entre deux points de couleur précise, mesurer les valeurs chromatiques d'une zone spécifique, même pour une surface non homogène. 



   La prise de données sera effectuée par une mesure trisimulus des paramètres R, G, B, de préférence par calcul matriciel. 

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  Brève description des figures La figure 1 représente une vue schématique globale de la chaîne d'acquisition d'informations selon l'invention. 



  La figure 2 représente une vue éclatée du capteur de mesure utilisé dans la chaîne d'acquisition représentée à la figure 1. 



  La figure 3 représente le flow sheet de la méthode de traitement de la mesure effectuée sur l'image à analyser. 



  Description détaillée d'une forme d'exécution de la présente invention
La figure 1 représente une vue schématique globale de la chaîne d'acquisition des informations analogiques se rapportant aux valeurs chromatiques mesurées. Les informations analogiques seront converties sous forme numérique par l'électronique. Cette chaîne d'acquisition comporte tout d'abord un capteur 100 qui sera décrit plus en détails ci-dessous et une unité de traitement 200 qui traite les informations captées par la caméra et les transmet à un moniteur 300. L'unité de traitement est composée d'une carte caméra 210 et d'une carte CPU 220. La transmission des informations entre les deux cartes se fait de manière digitale. Le capteur 100 ou tête de mesure est raccordé par un cordon souple basse tension à la carte caméra.

   Ce capteur comprend essentiellement, emprisonnés dans une seule enceinte, une caméra 150, de préférence mono-CCD, et un illuminant 120 qui peut être constitué de diodes, par exemple blanches ou encore d'autres couleurs. Le fait d'intégrer l'illuminant au sein même de la tête de mesure permettra de s'affranchir des perturbations de l'environnement, étant donné que la 

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 caméra sera uniquement sensible à l'image illuminée par l'illuminant et non à l'environnement extérieur (ambiance). 



   La figure 2 représente ce capteur plus en détails. Il comprend, de manière classique, une fenêtre 1 optionnelle qui peut également protéger la caméra et la source de l'ambiance extérieure. Le capteur sera disposé directement sur la surface de l'échantillon à analyser. On prévoit que celui-ci se trouve à la distance focale de l'axe optique, et permet ainsi de transmettre sur l'écran une image nette. L'illuminant est de préférence constitué de diodes intégrées géométriquement au capteur pour générer éventuellement à l'aide d'un diffuseur 6 une parfaite homogénéité de lumière sur toute la surface à mesurer. Une homogénéisation de l'illuminant peut en outre êtres réalisée à l'aide d'une sphère intégratrice. La stabilité de l'illuminant est garantie par une régulation en courant de la consommation des diodes.

   Le canon optique 3 de la caméra est muni d'un ensemble de lentilles ainsi que d'un diaphragme de dimensions bien déterminées qui permet d'exploiter au maximum la résolution du senseur de la caméra mono-CCD 5. 



   De manière particulièrement avantageuse, on a également prévu de disposer éventuellement sur la face interne de la fenêtre un référant dans une couleur bien déterminée afin que les valeurs mesurées puissent toujours être mesurées en se référant au référant 7 lors de chaque 
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 mesure. Ainsi, les données obtenues, y compris pour le référant, permettront de stabiliser, c'est-à-dire de déterminer et d'évaluer, les dérives éventuelles de l'ensemble capteur et d'en tenir compte lors du traitement de l'information et des valeurs chromatiques mesurées. 



   La mesure est basée sur la méthode trisimulus déjà mentionnée ci-dessus (RGB) et dont la stabilité est assurée par l'utilisation d'une surface de   référence   

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 stable. L'interprétation des mesures se fait au choix dans les différents systèmes de coordonnées chromatiques (xyY,   Lab, etc. ) suivant le choix de l'utilisateur. Le calcul des   coordonnées se fait principalement par calcul matriciel à partir des valeurs chromatiques RGB mesurées par le capteur. On peut obtenir des mesures absolues ou relatives, par exemple en mesurant l'écart d'une couleur par rapport à une autre. La précision de la mesure dépendra du nombre de bits donnés à la mesure, permettant éventuellement d'interpréter sur l'écran du moniteur l'image obtenue. 



   De manière particulièrement avantageuse, on transmet ainsi non seulement la mesure de la valeur chromatique pour chaque pixel mais également la totalité de l'image, qui peut être conservée, comparée ou transférée vers l'extérieur. Cette technique permet en outre un positionnement très précis du capteur ainsi qu'un repositionnement répétitif. On observe que le temps de mesure est inférieur à la seconde et que les valeurs chromatiques s'affichent de manière quasi instantanée sur un afficheur et éventuellement simultanément sur le moniteur interprétant l'image. 



   La figure 3 représente le flow sheet de la mesure. Une surface à mesurer Sm illuminée par une source S donne une image I exploitable par le capteur. 



   La caméra mono-CCD possède trois types de capteur représentatifs de rouge, vert et bleu. Les informations analogiques par pixel (Ra (i, j), Ga (i, j), Ba (i, j) (pour tous les pixels) seront converties sous forme numérique par l'électronique E en Rn (i, j), Gn (i, j), Bn (i, j) (pour tous les pixels). Pour corriger l'imperfection d'homogénéité du capteur et de l'illuminant, une fonction de correction d'image Fc donne à partir des Rn (i, j), Gn (i, j), Bn (i, j) (pour tous les pixels) des valeurs corrigées Rc (i, j), Gc (i, j), Bc (i, j) (pour tous les pixels). 

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 Cette fonction de correction par pixel est établie en plaçant le capteur sur des surfaces homogènes.

   Ces valeurs corrigées passent ensuite par une fonction de transfert vidéo Fv pour pouvoir afficher l'image des Rv (i, j), Gv (i, j), Bv (i, j) (pour tous les pixels) la plus proche de la réalité en tenant compte de la réponse du moniteur. 



   A partir des valeurs corrigées Rc (i, j), Gc (i, j), Bc (i, j) (pour tous les pixels), on impose une zone de référence Rr (i, j), Gr (i, j), Br (i, j) (composée d'un ensemble de pixels Npr) et on choisit par une fonction de sélection Fsel une autre zone de mesure Rm (i, j), Gm (i, j), Bm (i, j) (composée d'un ensemble de pixels Np. On peut obtenir à partir de Rm (i, j), Gm (i, j), Bm (i, j) et d'une fonction de mesure dimensionnelle Fd le nombre de pixels Np permettant de donner une métrologie M de distance ou de surface. Ces mesures peuvent être affichées sur le moniteur en mm ou mm2. 



   Etant donné que l'on possède la référence Rr (i, j), Gr (i, j), Br (i, j) (pour un ensemble de pixels Npr), on peut, par une fonction d'intégration Fi, trouver les valeurs   Rr, Gr,   Br. La mesure de Rm (i, j), Gm (i, j), Bm (i, j) pour un nombre de pixels Np donne par intégration Rm, Gm, Bm. 



   Avec Rr, Gr, Br et Rm, Gm, Bm, on peut utiliser une fonction de stabilisation Fstab (qui supprime l'influence du capteur avec la température,...), donnant R, G, B propre au système. 



   Pour pouvoir donner les valeurs chromatiques dans un système de référence XYZ de la CIE, on utilise une fonction de transfert Ft donnant XYZ à partir de RGB. Ce système XYZ n'est pas le seul système de référence, d'où par une fonction chromatographique Fchr on peut obtenir et afficher la couleur mesurée CM en xyY, Lab, LCH,... 

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   Plusieurs périphériques sont utilisables pour le transfert de ces données, tels que connexion avec un autre ordinateur, avec une imprimante, etc.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure colorimétrique d'une zone déterminée sur une image représentant une surface, caractérisé en ce que l'on capture ladite image de ladite surface à l'aide d'une caméra couleur, en ce que l'on transforme et convertit les informations analogiques mesurées sur ladite surface sous forme numérique, en ce que l'on délimite ladite zone déterminée sur ladite image et en ce que l'on effectue pour cette zone la mesure des valeurs chromatiques R, G, B.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue une mesure dimensionnelle de la zone déterminée.
3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on détermine la zone lors d'une sélection manuelle par tracement périphérique.
4. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on effectue une sélection automatique de la zone à mesurer par scanning des pixels qui présentent des valeurs chromatiques comprises dans un intervalle prédéterminé.
5. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un capteur (100) constitué par un boîtier (ou enceinte) qui comprend une caméra (150) et un illuminant (120), une chaîne d'acquisition d'informations analogiques mesurés à l'aide du capteur (100) et converties sous forme numérique par une unité de traitement (200), ladite unité de traitement permettant également de délimiter précisément la zone déterminée dont on souhaite connaître les paramètres chromatiques.
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la caméra (150) est couleur CCD ou couleur CMOS. <Desc/Clms Page number 10>
7. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'illuminant (120) est réalisé à l'aide d'une seule diode émectroluminescente, blanche ou de couleur, ou à l'aide de plusieurs diodes, blanches ou de couleur, identiques et présentant la même distribution spectrale.
8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'un référant (7) d'une couleur déterminée est disposé dans le champ de vision de la caméra (5).
9. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ce référant (7) est disposé sur une fenêtre (1) qui permet de protéger la partie interne du capteur (100).
10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que les informations sont transmises vers un périphérique (300) tel qu'un écran ou une imprimante.