FR2659766A1 - Device for recognising objects and/or shapes with multichannel correlator with simultaneous reading of several correlation results, and corresponding method of analysis - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif de reconnaissance d'objets et/ou de formes avec corrélateur multicanal à lecture simultanée de plusieurs résultats de corrélation, et procédé d'analyse correspondant
Le domaine de l'invention est celui de la reconnaissance d'objets ou de formes, à l'aide de technologies hybrides optique/électronique ou optique/numérique. Plus précisément, l'invention concerne le démultiplexage et la détection de dispositifs de reconnaissance à corrélateur multicanal.Device for recognizing objects and / or shapes with multi-channel correlator for simultaneous reading of several correlation results, and corresponding analysis method
The field of the invention is that of the recognition of objects or shapes, using hybrid optical / electronic or optical / digital technologies. More specifically, the invention relates to demultiplexing and detection of recognition devices with multichannel correlator.
L'invention s'applique à tous les systèmes de reconnaissance d'objets ou de formes, et notamment lorsque la rapidité de détection est un critère important. The invention applies to all systems for recognizing objects or shapes, and in particular when speed of detection is an important criterion.
Ainsi, l'invention permet l'analyse d'images à la cadence vidéo.Thus, the invention allows the analysis of images at the video rate.
Un autre domaine d'application de l'invention est le suivi et/ou le positionnement d'objets. A titre d'exemple, le dispositif de l'invention peut, dans une application robotique, piloter un robot réalisant le tri d'objets défilant sur un tapis roulant. Another field of application of the invention is the monitoring and / or positioning of objects. By way of example, the device of the invention can, in a robotic application, control a robot performing the sorting of objects scrolling on a conveyor belt.
Par corrélateur multicanal, on entend un dispositif, notamment de type optique, fournissant les fonctions de corrélation d'une image à analyser avec M filtres, chaque fonction de corrélation pouvant être connue avec la même résolution que celle de l'image à analyser. Un corrélateur multicanal peut par exemple contenir 1000 filtres. By multichannel correlator is meant a device, in particular of the optical type, providing the correlation functions of an image to be analyzed with M filters, each correlation function being able to be known with the same resolution as that of the image to be analyzed. A multichannel correlator can for example contain 1000 filters.
Une détection optimale parallèle de ces M fonctions de corrélation nécessite M détecteurs séparés, ayant chacun la résolution de l'image à analyser. Optimal parallel detection of these M correlation functions requires M separate detectors, each having the resolution of the image to be analyzed.
Une telle solution n'est généralement pas envisageable dans la pratique, pour des raisons de coût et/ou d'encombrement, notamment lorsque M est grand.Such a solution is generally not conceivable in practice, for reasons of cost and / or bulk, in particular when M is large.
Pour pallier cet inconvénient, il est possible de lire séquentiellement les
M fonctions de corrélation, sur un seul détecteur. Toutefois, cette technique nécessite de façon évidente un temps de traitement important, rendant impossible une analyse en temps réel.To overcome this drawback, it is possible to read the
M correlation functions, on a single detector. However, this technique obviously requires significant processing time, making it impossible to analyze in real time.
Une autre approche consiste à diviser la fenêtre de détection en M sousfenêtres et à attribuer chacune de ces sous-fenêtres à une des fonctions de corrélation. Cette solution entraîne une perte de résolution, due au nombre limité de pixels sur le détecteur. D'autre part, cette technique nécessite un système de démultiplexàge optique, afin de permettre l'adressage de ces M fonctions de corrélation sur les M fenêtres adéquates. Another approach consists in dividing the detection window into M subwindows and in assigning each of these subwindows to one of the correlation functions. This solution causes a loss of resolution, due to the limited number of pixels on the detector. On the other hand, this technique requires an optical demultiplexing system, in order to allow the addressing of these M correlation functions on the M suitable windows.
L'invention a pour objectif de pallier ces inconvénients. The invention aims to overcome these drawbacks.
Plus précisément, l'invention a pour objectif de fournir un dispositif de reconnaissance d'objets ou de formes permettant de lire simultanément sur un même détecteur plusieurs fonctions de corrélation, sans perte de résolution. More specifically, the invention aims to provide a device for recognizing objects or shapes making it possible to read several correlation functions simultaneously on the same detector, without loss of resolution.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif ne nécessitant pas, pour l'analyse d'une image, la corrélation de cette image avec tous les filtres disponibles. Another objective of the invention is to provide such a device which does not require, for the analysis of an image, the correlation of this image with all the available filters.
Un objectif complémentaire de l'invention est de fournir un tel dispositif, permettant une reconnaissance d'objets ou de formes en temps réel. An additional objective of the invention is to provide such a device, allowing recognition of objects or shapes in real time.
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un dispositif de reconnaissance d'objets et/ou de formes dans une image, du type mettant en oeuvre un corrélateur multicanal contenant M filtres de corrélation et au moins un détecteur du résultat de la corrélation de chacun des filtres avec l'image à analyser, chacun des filtres de corrélation comprenant des moyens de décalage de la position du résultat de la corrélation sur le détecteur, de façon à permettre la lecture simultanée d'un jeu de résultats de corrélation, correspondant à un jeu d'au moins deux des filtres, les résultats de corrélation se chevauchant partiellement sur le détecteur. These objectives, as well as others which will appear subsequently, are achieved using a device for recognizing objects and / or shapes in an image, of the type using a multichannel correlator containing M filters of correlation and at least one detector of the result of the correlation of each of the filters with the image to be analyzed, each of the correlation filters comprising means for shifting the position of the result of the correlation on the detector, so as to allow reading simultaneous a set of correlation results, corresponding to a set of at least two of the filters, the correlation results partially overlapping on the detector.
Avantageusement, chacun desdits résultats a une résolution identique à celle obtenue dans le cas de la lecture d'un seul résultat. Advantageously, each of said results has a resolution identical to that obtained in the case of reading a single result.
De façon avantageuse, le dispositif de l'invention coopère avec des moyens d'analyse du jeu de résultats de corrélation et des moyens de sélection d'au moins un des filtres, les moyens d'analyse pilotant les moyens de sélection, de façon à affiner et/ou confirmer le résultat de ladite analyse. Advantageously, the device of the invention cooperates with means for analyzing the set of correlation results and means for selecting at least one of the filters, the analysis means controlling the selection means, so as to refine and / or confirm the result of said analysis.
Ces moyens d'analyse peuvent notamment permettre de lever une ambiguïté introduite par le chevauchement des résultats, et de choisir les jeux de filtres à utiliser de façon à opérer une reconnaissance rapide, sans sélectionner tous les jeux de filtres séquentiellement. These analysis means can in particular make it possible to remove an ambiguity introduced by the overlapping of the results, and to choose the sets of filters to be used so as to operate a rapid recognition, without selecting all the sets of filters sequentially.
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, les filtres sont inscrits dans un hologramme. In an advantageous embodiment of the invention, the filters are written in a hologram.
De fanon préférentielle, les moyens de sélection des filtres sont des obturateurs sélectivement activables, placés devant les filtres et/ou des sources lumineuses décalées. With a preferential baleen, the filter selection means are selectively activatable shutters, placed in front of the filters and / or offset light sources.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les sources lumineuses sont des lasers. In a particular embodiment of the invention, the light sources are lasers.
Avantageusement, l'image à analyser est visualisée sur une valve optique, notamment du type valve à cristaux liquides. Advantageously, the image to be analyzed is displayed on an optical valve, in particular of the liquid crystal valve type.
De façon à réduire le temps de reconnaissance, le dispositif de l'invention peut coopérer avec des moyens de sous-fenêtrage du détecteur, permettant la lecture simultanée d'au moins deux des jeux de résultats de corrélation, ces jeux de résultats étant présentés dans des sous-fenêtres distinctes. In order to reduce the recognition time, the device of the invention can cooperate with means of sub-windowing of the detector, allowing the simultaneous reading of at least two of the sets of correlation results, these sets of results being presented in separate panes.
Dans ce cas, la résolution de chaque résultat de corrélation est réduite, mais de façon moindre que dans le cas où une sous-fenêtre est attribuée à chaque filtre. In this case, the resolution of each correlation result is reduced, but less than in the case where a sub-window is assigned to each filter.
Le procédé d'analyse utilisé par le dispositif réalise avantageusement une recherche itérative du filtre correspondant à l'image à analyser, dans laquelle, à chaque itération, un nouveau jeu de filtres est sélectionné en fonction de l'analyse d'au moins un des jeux de résultats déjà obtenus. The analysis method used by the device advantageously performs an iterative search for the filter corresponding to the image to be analyzed, in which, at each iteration, a new set of filters is selected as a function of the analysis of at least one of the result sets already obtained.
Préférentiellement, dans le cas d'une ambiguïté dans l'analyse, introduite par le chevauchement des résultats de corrélation d'un jeu de résultats, l'ambiguïté est levée par sélection d'au moins un filtre du jeu de filtres ayant introduit l'ambiguïté. Preferably, in the case of an ambiguity in the analysis, introduced by the overlapping of the correlation results of a set of results, the ambiguity is removed by selecting at least one filter from the set of filters having introduced the ambiguity.
Dans le cas de la reconnaissance d'objets dans une séquence d'images, l'analyse peut avantageusement tenir compte également de l'évolution temporelle des résultats de corrélation. In the case of the recognition of objects in a sequence of images, the analysis can advantageously also take into account the temporal evolution of the correlation results.
De façon préférentielle, ce procédé est supporté par un algorithme du type système expert ou du type système neuronal. Preferably, this method is supported by an algorithm of the expert system type or of the neuronal system type.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est le schéma d'un corrélateur multicanal, de type connu, utilisé dans le mode de réalisation de l'invention décrit;
- la figure 2 présente le schéma de principe d'un mode de réalisation de l'invention;
- la figure 3 est un exemple de mire fictive obtenu sur le détecteur du dispositif de la figure 2;
- la figure 4 est un exemple d'ambiguïté pouvant apparaître dans le cas de la mire fictive de la figure 3.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description of a preferred embodiment of the invention, given by way of illustration and not limitation, and the attached drawings in which
- Figure 1 is the diagram of a multichannel correlator, of known type, used in the embodiment of the invention described;
- Figure 2 shows the block diagram of an embodiment of the invention;
- Figure 3 is an example of a dummy pattern obtained on the detector of the device of Figure 2;
FIG. 4 is an example of ambiguity which can appear in the case of the fictitious target of FIG. 3.
Le dispositif de reconnaissance d'objets et/ou de formes utilise un corrélateur multicanal. Ce corrélateur peut notamment être un corrélateur optique multiplexé spatialement, utilisant un hologramme. The object and / or shape recognition device uses a multichannel correlator. This correlator can in particular be a spatially multiplexed optical correlator, using a hologram.
L'holographie permet de coder une image en phase et/ou en amplitude, ce qui permet un filtrage plus discriminant. Notamment, cela facilite la détection des contours, qui correspondent aux hautes fréquences. Holography makes it possible to code an image in phase and / or in amplitude, which allows a more discriminating filtering. In particular, this facilitates the detection of the contours, which correspond to the high frequencies.
L'hologramme utilisé peut être mince ou épais. Dans le cas d'hologrammes minces, il est avantageux d'en disposer plusieurs côte-à-côte. The hologram used can be thin or thick. In the case of thin holograms, it is advantageous to have several side by side.
La figure 1 présente un corrélateur multicanal utilisant des hologrammes minces de type connu. I1 peut notamment être réalisé à l'aide d'un cristal photoréfractif 10. Figure 1 shows a multichannel correlator using thin holograms of known type. I1 can in particular be produced using a photorefractive crystal 10.
Les M différentes images 11 correspondant aux M filtres du dispositif sont préalablement enregistrées holographiquement. L'information contenue dans chaque image 11 est transférée à une onde optique, en modulant l'amplitude et/ou la phase de cette onde. Ainsi, à chaque image 11 correspond une onde optique Ai(x,y), où x et y sont les axes du plan de l'image 11, et i l'indice de l'image, valant de 1 à M. The M different images 11 corresponding to the M filters of the device are previously recorded holographically. The information contained in each image 11 is transferred to an optical wave, by modulating the amplitude and / or the phase of this wave. Thus, to each image 11 there corresponds an optical wave Ai (x, y), where x and y are the axes of the plane of the image 11, and i the index of the image, equal to 1 to M.
Les images 11 sont enregistrées dans le cristal 10 par interférence de deux ondes optiques. La première de ces deux ondes est la transformée de Fourier de Aj(x,y), notée AZ(i)"LL), obtenue simplement à l'aide d'une lentille 12. La seconde onde optique est une onde plane. L'interférence de ces deux ondes dans le matériau holographique 10 entraîne la création d'un réseau d'amplitude ou de phase. Dans le cas de l'utilisation d'un cristal photoréfractif, on obtient un réseau d'indice #ni(#, ), appelé appelé hologramme de phase. Ce réseau d'indice est proportion- nel au réseau d'illumination 6 ?,.u) dans le cristal. The images 11 are recorded in the crystal 10 by interference from two optical waves. The first of these two waves is the Fourier transform of Aj (x, y), denoted AZ (i) "LL), obtained simply using a lens 12. The second optical wave is a plane wave. L interference of these two waves in the holographic material 10 creates a network of amplitude or phase. In the case of the use of a photorefractive crystal, one obtains a network of index #ni (#, ), called the phase hologram. This index network is proportional to the illumination network 6?,. u) in the crystal.
La corrélation d'une image 11 à analyser avec l'ensemble des images enregistrées dans le cristal 10 se fait de la façon suivante. The correlation of an image 11 to be analyzed with all of the images recorded in the crystal 10 is done as follows.
Cette image 11 est lue optiquement, donnant une onde Pp(x,y), qui est transformée dans son plan de Fourier par la lentille 12 en une onde Ap#(#, ). Cette onde transformée diffracte dans l'hologramme 10 sur l'ensemble des réseaux. This image 11 is read optically, giving a wave Pp (x, y), which is transformed in its Fourier plane by the lens 12 into a wave Ap # (#,). This transformed wave diffracts in hologram 10 over all the networks.
Suivant chacun des hologrammes, on obtient l'amplitude Cpi de la lumière diffractée correspondant à la corrélation de l'image p avec le filtre i C#i = I (,. ) (i) e ) d
A l'aide d'une seconde lentille, réalisant une transformée de Fourier inverse, on obtient sur le détecteur du dispositif le résultat de la corrélation dans le domaine réel.According to each of the holograms, the amplitude Cpi of the diffracted light is obtained corresponding to the correlation of the image p with the filter i C # i = I (,.) (I) e) d
Using a second lens, performing an inverse Fourier transform, the result of the correlation in the real domain is obtained on the detector of the device.
Ce résultat se présente sous la forme d'un pic de corrélation, dont la position (x,y) permet le repérage de l'objet dans l'image analysée, et dont l'intensité est d'autant plus importante que la corrélation est grande. This result is in the form of a correlation peak, whose position (x, y) allows the location of the object in the analyzed image, and whose intensity is all the more important as the correlation is big.
De plus amples précisions sur le fonctionnement d'un tel corrélateur sont notamment données dans le document de brevet français 88 08521 "Dispositif de traitement de signal adaptatif et non linéaire". Further details on the operation of such a correlator are given in particular in French patent document 88 08521 "Adaptive and non-linear signal processing device".
La figure 2 présente un schéma de principe d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Figure 2 shows a block diagram of an embodiment of the device according to the invention.
L'image à analyser est visualisée sur une valve optique 20, par exemple à cristaux liquides. Cette valve 20 se comporte comme une diapositive reprogrammable à la cadence vidéo. Elle peut être alimentée par une caméra vidéo 21 classique. The image to be analyzed is displayed on an optical valve 20, for example with liquid crystals. This valve 20 behaves like a slide that can be reprogrammed at the video rate. It can be powered by a conventional video camera 21.
Une matrice 22 de sources lumineuses multiples éclaire la valve optique 20, par l'intermédiaire d'une lentille 23. Cette matrice 22 peut être soit une matrice de lasers semiconducteurs ou autres, soit M canaux engendrés à partir d'un nombre plus réduit de lasers. A matrix 22 of multiple light sources illuminates the optical valve 20, via a lens 23. This matrix 22 can be either a matrix of semiconductor lasers or the like, or M channels generated from a smaller number of lasers.
Chaque élément de la matrice 22 de sources lumineuses permet de projeter la transformée de Fourier de l'image présente sur la valve optique 20 sur l'un des canaux du corrélateur multicanal, selon le principe décrit précédemment en relation avec la figure 1. Each element of the matrix 22 of light sources makes it possible to project the Fourier transform of the image present on the optical valve 20 on one of the channels of the multichannel correlator, according to the principle described previously in relation to FIG. 1.
Les résultats de corrélation sont projetés sur un détecteur 24 à deux dimensions. The correlation results are projected onto a two-dimensional detector 24.
De tels dispositifs sont déjà connus. Cependant, ils ne permettent de ne lire sur le détecteur 24 qu'un seul résultat de corrélation à la fois, à moins de diviser l'espace disponible sur le détecteur 24, ce qui entraîne une perte de résolution. Such devices are already known. However, they make it possible to read only one correlation result on the detector 24 at a time, unless the space available on the detector 24 is divided, which results in a loss of resolution.
En effet, la visualisation de plusieurs résultats de corrélation simultanément, obtenue par la sélection de plusieurs sources lumineuses, entraînerait une superposition des différents pics de corrélation, rendant non interprétables ces résultats. Indeed, the visualization of several correlation results simultaneously, obtained by the selection of several light sources, would involve a superposition of the different correlation peaks, rendering these results uninterpretable.
Le dispositif de l'invention permet la visualisation simultanée d'un jeu de résultats de corrélation, et son interprétation. Pour cela, chacun des filtres utilisés en parallèle fournit un résultat légèrement décalé, de quelques pixels. On obtient ainsi, sur le détecteur 24, une matrice de résultats de corrélation. Le déplacement d'un objet sur l'image à analyser se traduit par le déplacement de toute la matrice sur le détecteur 24. The device of the invention allows the simultaneous visualization of a set of correlation results, and its interpretation. For this, each of the filters used in parallel provides a slightly offset result of a few pixels. There is thus obtained, on the detector 24, a matrix of correlation results. The displacement of an object on the image to be analyzed results in the displacement of the entire matrix on the detector 24.
La sélection des filtres peut se faire soit par des obturateurs, placés devant les filtres, soit à l'aide de sources lumineuses décalées activables sélectivement. The selection of filters can be done either by shutters placed in front of the filters, or by means of offset light sources which can be selectively activated.
Les filtres de corrélation utilisés sont synthétisés numériquement, de façon à pouvoir maîtriser la position du pic de corrélation en présence de l'objet à reconnaître en position centrée. De tels filtres permettent d'autre part d'obtenir des fonctions de corrélation très étroites, ne fournissant qu'un seul pic de corrélation. The correlation filters used are synthesized numerically, so as to be able to control the position of the correlation peak in the presence of the object to be recognized in the centered position. On the other hand, such filters make it possible to obtain very narrow correlation functions, providing only a single correlation peak.
De façon préférentielle, on utilise des filtres de phase, produisant des pics de corrélation étroits. Preferably, phase filters are used, producing narrow correlation peaks.
Le module d'analyse 25 des jeux de résultats de corrélation réalise la lecture dans une même fenêtre de corrélation de différentes intercorrélations, et lève les éventuelles ambiguités par recherche itérative. Ainsi, il n'y a aucune perte de résolution. D'autre part, une recherche exhaustive ne sera pas nécessaire, si cette recherche est fonction des résultats antérieurs. The analysis module 25 of the correlation result sets reads in a single correlation window different intercorrelations, and removes any ambiguities by iterative search. Thus, there is no loss of resolution. On the other hand, an exhaustive search will not be necessary, if this search is based on previous results.
Ce module d'analyse 25 pilote un module de sélection 26 des sources lumineuses, et donc des filtres correspondants. This analysis module 25 controls a module 26 for selecting the light sources, and therefore the corresponding filters.
Chaque filtre d'un jeu de filtres fait converger le pic de corrélation correspondant sur un des pixels, différents pour chacun des filtres, d'une mire fictive. Cette mire est dite fictive car une translation de l'objet entraine de façon similaire une translation de la mire. Each filter in a set of filters converges the corresponding correlation peak on one of the pixels, different for each of the filters, with a fictitious test pattern. This target is said to be fictitious because a translation of the object similarly results in a translation of the target.
En fin d'analyse, c'est à dire lorsque l'objet a été reconnu, le module d'analyse 25 fournit le résultat 27 de la reconnaissance, pouvant notamment contenir la classe et la position de l'objet à reconnaitre. At the end of the analysis, that is to say when the object has been recognized, the analysis module 25 provides the result 27 of the recognition, which can in particular contain the class and the position of the object to be recognized.
La figure 3 présente, à titre d'exemple, le cas d'une mire fictive comportant neuf résultats de corrélation Cil à C19. FIG. 3 presents, by way of example, the case of a fictitious test pattern comprising nine correlation results C11 to C19.
La figure 4 représente une des ambiguïtés d'interprétation possibles dans le cas d'une telle mire fictive. La mire observée 40 comporte six pics de corrélation. FIG. 4 represents one of the possible ambiguities of interpretation in the case of such a fictitious target. The observed pattern 40 has six correlation peaks.
ll n'est pas possible, a priori, de déterminer si la colonne de zéros complétant la mire 40 se trouve à gauche ou à droite. 1l y a donc ambiguïté entre les deux mires 40 et 41, ce qui empêche d'une part de connaître la position réelle de la mire sur le détecteur, donc celle de l'objet sur la valve optique, et, d'autre part, de savoir quels sont les filtres fournissant un pic de corrélation. It is not possible, a priori, to determine whether the column of zeros completing the target 40 is on the left or on the right. There is therefore ambiguity between the two patterns 40 and 41, which prevents on the one hand from knowing the real position of the pattern on the detector, therefore that of the object on the optical valve, and, on the other hand, to know which filters provide a correlation peak.
Cette ambiguïté peut être aisément levée, par exemple en sélectionnant un seul filtre, correspondant au canal Ci4 43 de la mire fictive. Selon que le résultat sera 0 ou 1, on saura quelle est la mire réellement présente. This ambiguity can be easily removed, for example by selecting a single filter, corresponding to channel Ci4 43 of the fictitious target. Depending on whether the result will be 0 or 1, we will know which target is actually present.
Une fois la mire fictive reconstruite, la position de l'objet à détecter peut être déterminée sans perte de résolution, par exemple en lui attribuant le centre de la mire si les filtres ont été synthétisés à cet effet. Once the dummy target has been reconstructed, the position of the object to be detected can be determined without loss of resolution, for example by assigning it the center of the target if the filters have been synthesized for this purpose.
Si les résultats de corrélation déjà obtenus ne permettent pas une classification avec une confiance suffisante, on projette d'autres fonctions de corrélation. If the correlation results already obtained do not allow classification with sufficient confidence, other correlation functions are projected.
Une recherche itérative séquentielle exhaustive ne sera en général pas nécessaire, la sélection des filtres étant fonction des résultats précédents. An exhaustive sequential iterative search will generally not be necessary, the selection of filters being a function of the previous results.
CeIa est notamment le cas à l'intérieur d'une même séquence image, c'est à-dire lorsque l'image sur la valve optique n'évolue pas. On met alors à profit le fait que les fonctions de corrélation sont très sélectives, et que la synthèse des filtres peut être réalisée pour être quasi-exclusive. Ainsi, si certains jeux de filtres sont spécialisés pour la détection d'un objet à différentes échelles, une corrélation importante avec l'un de ces jeux de filtres sera exclusive avec les autres jeux, puisqu'elle signifiera une détection unique pour une échelle donnée de l'objet. This is particularly the case within the same image sequence, that is to say when the image on the light valve does not change. We then take advantage of the fact that the correlation functions are very selective, and that the synthesis of filters can be performed to be almost exclusive. Thus, if certain sets of filters are specialized for the detection of an object at different scales, a significant correlation with one of these sets of filters will be exclusive with the other sets, since it will mean a unique detection for a given scale of the object.
De même, en tenant compte des résultats obtenus sur les séquences d'images précédentes, on peut s'appuyer sur la quasi-continuité d'évolution qui peut apparaître dans des séries d'images. Par exemple, dans une séquence d'images représentant un objet en déplacement, l'évolution de l'échelle sera, d'une manière très générale, continue et monotone, ce qui signifie que la recherche sur l'ensemble des corrélations possibles pourra être effectuée avec profit en fonction de l'ensemble des résultats déjà connus. Similarly, taking into account the results obtained on the previous image sequences, we can rely on the quasi-continuity of evolution which can appear in series of images. For example, in a sequence of images representing a moving object, the evolution of the scale will, in a very general way, be continuous and monotonous, which means that the search for all the possible correlations can be performed profitably based on all of the results already known.
Ainsi, dans le cas d'un grossissement continu de l'objet à reconnaître, seuls les canaux associés avec des représentations de l'objet plus grandes seront explorés. Thus, in the case of a continuous magnification of the object to be recognized, only the channels associated with larger representations of the object will be explored.
Le nombre de ces canaux peut être réduit, en mettant en oeuvre des méthodes de prédiction linéaire ou non-linéaire, comme celles qui peuvent être réalisées avec des systèmes neuronaux.The number of these channels can be reduced, by implementing linear or non-linear prediction methods, such as those which can be carried out with neural systems.
L'algorithme de choix des canaux à analyser, c'est-à-dire des corrélations à réaliser, peut être de tout type. I1 peut notamment s'agir d'un algorithme classique séquentiel, reposant sur un certain nombre de règles précises et déterminées par avance, à la manière d'un système expert. The algorithm for choosing the channels to be analyzed, that is to say the correlations to be made, can be of any type. It may in particular be a conventional sequential algorithm, based on a certain number of precise rules determined in advance, in the manner of an expert system.
Une autre solution avantageuse est la réalisation de cet algorithme par des systèmes neuronaux. De façon générale, un système neuronal permet d'associer différents signaux de sortie d'un dispositif à différents ensembles de signaux d'entrée possibles. Un tel dispositif présente l'avantage de ne pas nécessiter une formulation du problème à résoudre, donc une description ou une connaissance de la forme des signaux à traiter. I1 suffit de présenter ces signaux à l'entrée du dispositif. L'apprentissage est alors effectué, par comparaison des signaux de sortie avec ceux désirés. Another advantageous solution is the realization of this algorithm by neural systems. In general, a neural system makes it possible to associate different output signals from a device with different sets of possible input signals. Such a device has the advantage of not requiring a formulation of the problem to be solved, therefore a description or knowledge of the form of the signals to be processed. It suffices to present these signals at the input of the device. Learning is then carried out by comparing the output signals with those desired.
Les systèmes neuronaux permettent également de fonctionner avec une bonne résistance au bruit affectant le signal d'entrée, ou bien avec un signal d'entrée à faible résolution. Neural systems also allow functioning with good resistance to noise affecting the input signal, or with a low resolution input signal.
Le dispositif de l'invention peut également être utilisé en coopération avec des moyens de sous-fenêtrage. La lecture sur le détecteur ne se fait alors plus avec une résolution maximale. Cependant, le gain par rapport à l'art antérieur est important. Dans, le cas d'un dispositif contenant 1000 filtres, et utilisant un détecteur CCD de 1000 x 1000 pixels, la lecture de ces 1000 filtres en une seule étape nécessite, selon l'art antérieur, 1000 fenêtres distinctes. La taille de chaque fenêtre sera alors de 32x32 pixels. Dans ce cas, la position du pic de corrélation ne pourra pas être connue avec précision. The device of the invention can also be used in cooperation with means of windowing. The reading on the detector is no longer done with a maximum resolution. However, the gain compared to the prior art is significant. In the case of a device containing 1000 filters, and using a CCD detector of 1000 × 1000 pixels, the reading of these 1000 filters in a single step requires, according to the prior art, 1000 separate windows. The size of each window will then be 32x32 pixels. In this case, the position of the correlation peak cannot be known with precision.
Si l'on visualise, selon le procédé de l'invention, neuf résultats de corrélation par fenêtre, chacune de ces fenêtres peut avoir, sur le même détecteur, une taille de 100 x 100 pixels. On obtient donc une augmentation par un facteur 3 de la résolution spatiale. If one visualizes, according to the method of the invention, nine correlation results per window, each of these windows can have, on the same detector, a size of 100 × 100 pixels. A 3-fold increase in spatial resolution is therefore obtained.
Si, de plus, on utilise une recherche séquentielle, par exemple de dix itérations, on augmente à nouveau d'un facteur 3 la résolution. If, in addition, a sequential search is used, for example of ten iterations, the resolution is again increased by a factor of 3.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9003171A FR2659766B1 (en) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | DEVICE FOR RECOGNIZING OBJECTS AND / OR SHAPES WITH MULTICHANNEL CORRELATOR WITH SIMULTANEOUS READING OF MULTIPLE CORRELATION RESULTS, AND CORRESPONDING ANALYSIS METHOD. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9003171A FR2659766B1 (en) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | DEVICE FOR RECOGNIZING OBJECTS AND / OR SHAPES WITH MULTICHANNEL CORRELATOR WITH SIMULTANEOUS READING OF MULTIPLE CORRELATION RESULTS, AND CORRESPONDING ANALYSIS METHOD. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2659766A1 true FR2659766A1 (en) | 1991-09-20 |
| FR2659766B1 FR2659766B1 (en) | 1993-06-11 |
Family
ID=9394660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3671106A (en) * | 1969-09-05 | 1972-06-20 | Philips Corp | Optical multiplex filter system |
| US3776616A (en) * | 1971-11-22 | 1973-12-04 | Siemens Ag | Coherent optical multichannel correlator |
-
1990
- 1990-03-13 FR FR9003171A patent/FR2659766B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3671106A (en) * | 1969-09-05 | 1972-06-20 | Philips Corp | Optical multiplex filter system |
| US3776616A (en) * | 1971-11-22 | 1973-12-04 | Siemens Ag | Coherent optical multichannel correlator |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| OPTICAL ENGINEERING. vol. 27, no. 4, avril 1988, BELLINGHAM US pages 309 - 320; D. L. Flannery et al.: "Application of binary phase-only corrleation to machine vision" * |
| OPTIK. vol. 81, no. 2, janvier 1989, STUTTGART DE pages 76 - 78; Guo-Guang Mu et al.: "Multiplex intensity corrleator with Fourier transform holographic filterts" * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2659766B1 (en) | 1993-06-11 |
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