FR2814265A1 - Procede et dispositif de caracterisation ou de controle de zones de fluctuations temporelles d'un scene - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de traitement d'images d'au moins une flamme ou d'une scène dans un four, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un traitement statistique glissant des images de la flamme prises au cours d'un intervalle temporel glissant, pour en éliminer les fluctuations rapides.

Description

Domaine technique et art antérieur La présente invention concerne le

domaine de la caractérisation

et/ou du contrôle de zones de fluctuations temporelles d'une scène.

Plus précisément, elle concerne un procédé et un dispositif de caractérisation et/ou de contrôle de zones de fluctuation temporelle d'une

scène, mettant en oeuvre un système de traitement d'images.

Elle s'applique à la caractérisation et/ou au contrôle de flammes, par exemple dans un four, notamment industriel, ou dans tout

autre type d'environnement.

L'invention peut également s'appliquer à d'autres

caractéristiques des fours industriels.

D'une façon générale, I'invention permet de. caractériser, à partir d'un signal vidéo issu d'une caméra en position fixe, les zones de

fluctuations temporelles d'une flamme ou d'une scène dans un four.

L'invention permet entre autres de distinguer et/ou séparer les zones de

fluctuations temporelles des zones statiques.

Le contrôle de l'état thermique d'un four industriel est habituellement réalisé par l'utilisation d'un faible nombre de capteurs. Les capteurs communément employés sont des systèmes de prélèvement de gaz qui permettent la caractérisation de la composition des fumées et/ou des thermocouples qui offrent une mesure de température locale des parois du four ou de la charge, et/ou des capteurs qui réalisent une mesure spectroscopique de la combustion le long d'un axe optique (appelé "lineof-sight") pour des fins de surveillance ou de contrôle de

flammes (sécurité).

Cependant, les capteurs de température présents dans un four, de par leur faible nombre, ne peuvent pas toujours renseigner sur les dérives des caractéristiques de flammes au cours du temps. L'absence de détection d'une flamme non conforme par sa géométrie, longueur ou position peut avoir comme conséquence l'usure prématurée des parois réfractaires du four, une qualité dégradée du produit élaboré, et l'émission

de polluants au-delà des limites des normes environnementales.

Des caméras vidéo sont parfois utilisées sur les fours industriels afin de fournir aux opérateurs une vue de l'intérieur du four. La qualité de l'information visuelle est néanmoins limitée par le caractère fortement fluctuant de la flamme, dû à des turbulences, et par la nature

subjective de l'interprétation.

Très récemment sont apparus des systèmes informatiques commerciaux qui proposent un suivi en continu de la flamme par analyse d'images vidéo. Ces systèmes de caractérisation de flamme, cependant,

ne permettent pas de remédier aux problèmes mentionnés ci-dessus.

Le brevet US-5 249 954 décrit une analyse, par un capteur CCD, de la chimiluminescence de la flamme, en association à un réseau de neurones, pour corréler différents champs de chimiluminescence au rapport de débits oxydant/combustible. Là encore, ce type de dispositif ne permet pas de renseigner sur les dérives des caractéristiques des

flammes au cours du temps.

Le brevet US-5 971 747 décrit un système automatisé de contrôle de la combustion, qui met en oeuvre des caméras vidéo, un traitement d'images par un réseau de neurones, et un système de contrôle à logique floue. Il est combiné à d'autres types de capteurs, tels que des photodétecteurs, des capteurs de température, ou de pression. Un tel système est très complexe et ne permet pas de résoudre les problèmes d'usure des parois, de qualité dégradée du produit élaboré, et d'émissions de polluants liées aux dérives des caractéristiques des flammes au cours

du temps.

Enfin, aucune de ces techniques connues n'est compatible avec une caractérisation et/ou une régulation d'une flamme, en dehors

d'un four, par exemple en plein air.

On ne connaît pas, non plus, de techniques pouvant s'appliquer à la caractérisation et/ou au contrôle de fluctuations temporelles d'une

scène d'un four industriel, telle que par exemple la charge d'un four.

Exposé de l'invention L'invention a pour objet de fournir un procédé et un dispositif permettant de suivre les caractéristiques géométriques d'une flamme, ou d'une scène dans un four industriel, afin de détecter des fonctionnements non conformes, par exemple d'un brûleur, ou d'une alimentation en combustible et/ou en oxydant, ou des fonctionnements qui, dans le cas d'un four, peuvent causer l'usure prématurée des parois réfractaires du four et qui, dans tous les cas, peuvent conduire à une qualité dégradée du produit élaboré, et/ou à l'émission de polluants audelà des limites des normes environnementales. Selon l'invention, on effectue à l'aide d'un traitement d'images un traitement statistique "glissant" d'images de flammes ou d'images d'une scène dans un four, obtenues par exemple à l'aide de caméras, ledit traitement

éliminant les fluctuations rapides du contenu des images.

Les images sont prises au cours d'un intervalle temporel glissant, dont la durée peut être variable, notamment du fait de la plus ou moins grande

vitesse avec laquelle le traitement statistique est effectué.

Selon un autre aspect, I'invention concerne également un procédé de traitement d'images d'une flamme ou d'une scène dans un four, caractérisé en ce que, après avoir acquis n images de flamme ou de la scène: (a) au moins un traitement statistique des n dernières images est effectué (b) une nouvelle image est acquise lorsque le traitement (a) est terminé

(c) I'étape (a) est recommencée.

Les images acquises sont mémorisées en vue du traitement statistique, ce dernier ne prenant en compte que les n dernières images acquises ou enregistrées ou empilées. L'acquisition d'une nouvelle image entraîne l'élimination, de la mémoire ou de la pile dans laquelle les images sont mémorisées, de l'image la plus anciennement acquise De préférence, on effectue le traitement statistique sur une série d'images telles que: 1. le délai entre la dernière image traitée ('instant présent) et la plus ancienne soit entre 5 et 1000 secondes, de préférence entre 20 et 200 secondes, 2. et/ou le nombre d'images contenues dans la série et participant au calcul

d'un résultat statistique soit supérieur à 5, de préférence entre 25 et 1000.

Selon un autre aspect de l'invention, le traitement statistique est effectué sur une série d'images telles que le délai entre deux images successives est compris entre 5 secondes et 1000 secondes, de préférence

entre 20 secondes et 200 secondes.

Le traitement statistique réalisé peut être un calcul de variance des

images dans le temps.

Ce peut être aussi un calcul de moyenne glissante des images de la

flamme ou de la scène prises au cours de l'intervalle temporel glissant.

Ce peut être aussi un traitement permettant d'obtenir, à partir de chaque image, une image de ses fluctuations instantanées, ou bien encore un traitement permettant d'obtenir l'enveloppe spatiale des

fluctuations de la flamme ou de la scène.

Il est possible, en outre, de sélectionner les points de l'image

obtenue dont les intensités sont supérieures à un certain seuil.

Ce procédé peut, en outre, comporter une étape d'extraction du

contour de l'enveloppe spatiale des fluctuations de flamme ou de la scène.

De même, il peut en outre comporter une étape de détermination d'un rectangle qui contient ou qui englobe le contour de la flamme ou des zones de fluctuation temporelle de la scène, et/ou un calcul

du centre de gravité et/ou de l'aire et/ou du périmètre de ce contour.

Un procédé de traitement d'images selon l'invention peut être combiné à une étape de régulation d'un paramètre physique d'une flamme, ou d'une combustion ou d'un four dans lequel se déroule la

combustion ou la scène, ou d'un ou de plusieurs brûleurs.

Plus précisément, on peut distinguer entre les paramètres à réguler (caractéristiques géométriques de la flamme) et les paramètres

sur lesquels on agit.

L'invention concerne également un dispositif pour la mise en

oeuvre d'un procédé selon l'invention, notamment telle que décrite ci-

dessus.

Ainsi, I'invention concerne également un dispositif de caractérisation d'images d'une flamme ou d'une scène dans un four, comportant des moyens pour réaliser un traitement statistique glissant des images. Comme expliqué ci-dessus, un tel traitement permet d' éliminer

les fluctuations rapides des flammes ou de la scène.

L'invention concerne également un dispositif de traitement d'images d'une flamme ou d'une scène dans un four, comportant: - des moyens pour mémoriser n images de flamme ou de la scène, acquises chronologiquement, des moyens pour effectuer au moins un traitement statistique des n dernières images, - des moyens pour mémoriser une image supplémentaire, lorsque le

traitement statistique est terminé.

Brève description des figures

Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux

à la lumière de la description qui va suivre. Cette description porte sur les

exemples de réalisation, donnés à titre explicatif et non limitatif, en se référant à des dessins annexés sur lesquels - les figures lA, lB et 2 représentent des diagrammes temporels d'acquisition d'images selon l'invention, - la figure 3 est un organigramme représentant un aspect d'un traitement statistique selon l'invention, - les figures 4, 5 et 6 représentant respectivement une image instantanée d'une flamme, une moyenne glissante de plusieurs images instantanées et une enveloppe de flamme instantanée, - les figures 7, 8, 10, 11 représentent diverses images obtenues par des traitements d'images selon l'invention, - la figure 9 est un histogramme des niveaux d'intensité d'une image, - les figures 12 et 14 sont des représentations schématiques de dispositifs selon l'invention, - la figure 13 représente divers composants d'un système informatique.

Description détaillée de modes de réalisation de l'invention

Selon l'invention, un traitement statistique "glissant" est

appliqué aux images.

Ce traitement est appliqué à n images successives comme illustré sur la figure 1A. Un intervalle glissant de durée Tg est défini, dans lequel n images Img(i), i=1,..., n sont enregistrées et mémorisées, aux

instants 1, 2,..., n.

Ces n images sont traitées, selon un traitement statistique tel

que l'un de ceux décrits ci-dessous.

A l'instant n+1, une nouvelle image Img(n+1) est mémorisée, et

le traitement statistique est appliqué aux images Img(2),..., Img(n+1).

L'image Img(1) est supprimée de la mémoire ou de la pile d'images à traiter.

6; 2814265

Les n images sont situées dans un intervalle de durée Tg, qui

se déplace avec un pas de durée St, prédéterminée.

Cependant, comme illustré sur la figure lB, si, à l'instant n+1, le traitement statistique des n images n'est pas achevé, I'acquisition d'image Img(n+1) n'a pas lieu. Si le traitement statistique des images Img(1),..., Img(n) est terminé à l'instant n+2, I'image Img(n+2) est enregistrée et un traitement statistique est appliqué aux n images Img(2), ..., Img(n-1), Img(n), Img(n+2).

L'intervalle temporel glissant est alors variable (TglÉT'g2).

C'est ce que traduit l'organigramme de la figure 3.

Les n dernières images sont traitées statistiquement (étape 10).

Il est ensuite vérifié si le traitement statistique est terminé (étape 12) .

L'acquisition d'une nouvelle image (étape 14) n'a lieu que si les n dernières images précédemment acquises ou mémorisées ont été traitées. Selon encore un autre aspect, il est parfois souhaitable d'imposer un intervalle de temps minimum entre l'acquisition de deux images consécutives. Cela peut être le cas si l'ordinateur exécute les

calculs rapidement par rapport à la fenêtre temporelle souhaitée.

De préférence, les calculs se font par récurrence: lorsqu'une nouvelle image est capturée, I'algorithme n'a pas besoin de recalculer toutes les images dans la pile. Il suffit de prendre en compte (d'ajouter) la contribution de la nouvelle image, et de retirer la contribution de l'image la

plus ancienne qui va être écrasée.

Dans certains cas, par exemple dans le cas d'une combustion oscillatoire, il peut être intéressant de sélectionner des images en phase avec le cycle de combustion. C'est le cas de la figure 2, o les images sont enregistrées aux instants tl, t2, t3, t4, correspondant par exemple à des phases déterminées d'un procédé de combustion, par exemple à un état déterminé d'ouverture d'une vanne d'alimentation en combustible ou

en oxydant.

Dans le cas de la figure 2, la partie supérieure représente

l'évolution temporelle du débit Q d'un combustible injecté dans un brûleur.

Cette évolution est périodique (ici: sinusoïdale) et l'acquisition d'image n'a lieu que lorsque le débit Q est à une phase prédéterminée de son cycle. D'autres exemples peuvent concerner tout autre type de variation ou de phénomène périodique d'une combustion oscillatoire, l'acquisition d'image étant synchronisée avec cette variation ou ce phénomène périodique ou n'étant réalisée que pour une phase prédéterminée de cette variation ou phénomène périodique. Là encore, il est préférable d'attendre la fin du calcul statistique réalisé sur les n dernières images avant d'acquérir une nouvelle image,

comme déjà expliqué ci-dessus en liaison avec les figures 1 B et 3.

Le traitement statistique mis en oeuvre selon l'invention est glissant, ce qui signifie qu'il est effectué sur une pile de n images glissantes: il n'est donc pas figé au cours du temps. Quand une nouvelle image est capturée (par exemple: I'image n+1 sur la figure 1A, ou l'image

n+2 sur la figure lB), elle écrase la plus vieille image (l'image 1) de la pile.

Ainsi, I'allocation de mémoire pour l'algorithme correspond toujours au nombre d'images de la pile sur lesquelles le traitement statistique est appliqué. Le nombre n d'images est choisi par l'utilisateur à l'initialisation

du calcul.

Un nombre supérieur à 5, par exemple compris entre 5 ou 10 et 1000, par exemple égal à 20 ou 25 ou compris entre 25 et 1000, ou encore entre 20 ou 25 et 200, ou encore supérieur à 50, permet d'obtenir

un effet de lissage suffisant du bruit vidéo sur l'ensemble des n images.

Toutes les fluctuations dans l'image sont considérées comme du bruit pour l'oeil. Par conséquent, les fluctuations de la flamme ou de la scène visualisée dans un four, ainsi que le fond de l'image, seront également lissées. L'intervalle de temps Tg retenu pour sélectionner les images est de préférence compris entre 10 s et 1000 s. Une durée d'environ 10 s est bien adaptée à la nature des turbulences pouvant apparaître dans une flamme ou dans un four, les turbulences ayant des durées inférieures à s. La borne supérieure de l'intervalle (environ 1000 s, ou plus d'une dizaine de minutes) est choisie de manière à ce que l'information résultant d'un traitement statistique d'images acquises pendant cette durée ait encore un sens pour l'observateur, par rapport au processus de combustion en cours, ou ne lui arrive pas avec trop de retard par rapport à

ce processus.

Il découle des explications données ci-dessus en liaison avec les figures 1 B et 3 que cet intervalle de temps Tg peut être variable. Ainsi, sur la figure lB: T'g2 est différent de Tg1. D'une manière générale, la longueur de cet intervalle est fonction du nombre n d'images à acquérir en vue d'un traitement statistique, ainsi que de la vitesse de calcul de l'ordinateur qui effectue le traitement statistique. Un utilisateur peut définir, avant que tout calcul statistique ne soit effectué, une durée (approximative) pour Tg. Mais, une acquisition réelle ne se déroule pas pour autant sur une durée strictement égale à Tg, la durée d'acquisition pouvant être supérieure ou 'légèrement supérieure lorsqu'un calcul statistique n'est pas terminé à l'instant o une nouvelle acquisition devrait

être réalisée.

La figure 4 représente un exemple d'image instantanée Img.

On peut y voir les parois 20 du four et le brûleur 22, avec ses

différents orifices d'injection de combustible et d'oxydant.

Un premier exemple de traitement statistique sur n images est un calcul de variance sur ces n images. On obtient donc une image dont chaque pixel ou zone est le résultat du calcul de variance pour le pixel ou la zone correspondante sur toutes les images. Des valeurs élevées d'intensité sur cette image correspondent aux zones o les fluctuations d'intensité sont élevées, et des valeurs faibles correspondent aux zones

o les fluctuations sont faibles.

La variance est définie comme la différence entre l'image moyenne d'une séquence d'images et une image instantanée. Pour une pile de n images, la variance (notée V) s'exprime par exemple par la formule ln] V' = [>' - x) 2

avec x l'image moyenne de la pile, et x l'image instantanée.

La Variance tend vers zéro si les images sont toutes identiques c'est à dire si il n'y a aucun mouvement d'une image à une autre. En effet, il n'y a pas alors de différence entre l'image moyennée et une image instantanée. Dans la présente invention, la variance informe sur les

fluctuations de la flamme.

L'image déviation standard est définie comme suit dans l'article "Average Centerline Temperature of a Buoyant Pool Fire Obtained by Image processing of video recordings", L.Audouin, G.Kolb, et al (1995), Laboratoire de combustion et de détonique (Université de Poitiers): N 2 i

o I est le niveau de gris de chaque pixel pour chaque image instantanée.

La variance est le carré de la déviation standard.

Un deuxième exemple de traitement statistique sur n images, pouvant être appliqué dans le cadre de la présente invention, est un

traitement de moyenne glissante (ou "running average" en anglais).

Le calcul de moyenne glissante est utilisé pour les algorithmes de l'enveloppe des fluctuations de flammes ou d'une scène dans un four et peut aussi être utilisé pour les calculs de ratios de couleurs. C'est par exemple une opération de sommation de matrices, point par point,

effectuée par exemple sur des images à échelle 1/2 (384 * 288 pixels).

L'expression mathématique de l'algorithme est la suivante xt+1 = xt ±' N o: - t+1 est l'instant d'acquisition de l'image i+1 - t est l'instant d'acquisition de l'image i - xi+, représente l'image i+1, nouvellement acquise -xi représente l'image 1, c'est-à-dire la plus ancienne image de la pile; cette image va être écrasée par la nouvelle image qui va entrer dans la pile. Cet algorithme est récurrent, en ce sens qu'il ne nécessite pas de recalculer la moyenne à partir de toutes les images initiales; il ne nécessite que l'ajout de la quantité (X1±Xi)/N après chaque nouvelle acquisition.

La figure 5 montre une moyenne effectuée sur 60 images.

Cette figure montre les zones statiques 20 de l'image, qui sont les parois réfractaires. La référence 22 désigne la sortie du brûleur et la référence 24 l'image lissée de la flamme. Typiquement, sur une image prise dans un four industriel (par exemple: image d'une flamme ou d'un bain dans un four), les zones statiques sont les murs réfractaires et les zones fluctuantes sont les flammes turbulentes et/ou, éventuellement, la charge (bain de verre, de métal en fusion...). Le traitement par moyenne glissante donne un effet de lissage de l'information et tend donc à faire disparaître

les zones de fluctuation de la flamme ou de la scène visualisée.

L'image résultat obtenue est de bonne qualité, indépendamment du temps de traitement, du bruit dû à l'électronique

d'acquisition vidéo.

Cette image résultat est utilisée pour déterminer plus facilement le seuil à choisir pour les calculs suivants. En effet, on peut déterminer une valeur d'intensité ou la valeur d'intensité maximum sur les parois (zones 20 de la figure 5). Le seuil est ensuite sélectionné à cette valeur

d'intensité des parois.

Un troisième exemple de traitement ou algorithme de traitement

permet de suivre les fluctuations de la flamme image par image.

Cet exemple permet en fait d'obtenir un résultat intermédiaire

pour des calculs ultérieurs.

Selon ce traitement, I'image de la moyenne glissante Avg est calculée puis est soustraite de chacune des images instantanées de la pile. Ensuite, I'image valeur absolue de chacune des images résultats est

binarisée selon un seuil choisi par l'utilisateur.

Enfin, il est vérifié si le traitement statistique est terminé. Si non, il est achevé par retour aux étapes précédentes. Si oui, une nouvelle

image est acquise.

L'image de rang 1 est alors écrasée ou éliminée de la pile et remplacée par l'image de rang 2. De même, I'image de rang i+1 remplace l'image de rang i, et ceci pour tout i entre 1 et n. La nouvelle moyenne est

calculée sur les nouvelles n dernières images ainsi obtenues.

Soustraire la moyenne à chaque image instantanée ôte I'enveloppe statique de la flamme. Il ne reste alors que ses fluctuations Il 2814265 1 1 instantanées. Une expression mathématique simple de l'algorithme est la suivante: Bin (Abs (Im(i) - Avg), seuil) O: - Im(i) est l'image instantanée prise à l'instant i, - Avg est la moyenne sur les n dernières images, - Abs est l'opération de calcul de la valeur absolue, - Bin est l'opération de binarisation effectuée par rapport à un seuil d'intensité choisi par l'utilisateur (les pixels de Abs(lm(i)-Avg) dont ;'intensité dépasse, ou est égale à, cette valeur sont mis à 1, ceux qui sont

en dessous sont mis à 0).

Un exemple d'image obtenue (encore appelée: enveloppe de

flamme instantanée) est représenté sur la figure 6.

Cette image aide à détecter des états ponctuellement

anormaux de la flamme (dérive ou variation de sa géométrie).

Ce troisième algorithme permet de mettre en évidence les zones o l'intensité lumineuse fluctue au cours du temps. Il permet également de supprimer les zones o l'intensité lumineuse est constante,

et de souligner les bords de la flamme.

Un quatrième et un cinquième algorithme permettent de

détecter l'enveloppe des fluctuations de la flamme.

Le quatrième algorithme met en oeuvre le troisième exemple de traitement ci-dessus. Il utilise la moyenne glissante comme image de référence pour soustraire le bruit de fond de l'image résultat. Pour chaque image de la séquence, la valeur absolue de la différence entre l'image et I'mrnage moyennée de la série est calculée. Cette image résultat est ensuite binarisée par rapport à un seuil arbitraire, puis moyennée avec les

autres images de la série.

Il est ensuite vérifié si le traitement statistique est terminé. Si non, il est achevé par retour aux étapes précédentes. Si oui, une nouvelle image est acquise. L'image de rang 1 est alors écrasée ou éliminée de la pile et remplacée par l'image de rang 2. De même, I'image i+1 remplace I'image i, et ceci pour tout rang i entre 1 et n. La nouvelle moyenne est calculée. L'expression de l'algorithme du calcul de l'enveloppe de flamme peut se résumer par l'expression suivante: Enveloppe de flamme 1 = Avg ( Bin ( Abs ( Img(i) - Avg), seuil)) O: - Avg est la moyenne glissante ("running average"), telle que déjà

exposée ci-dessus (deuxième exemple de traitement).

- Bin est l'opération de binarisation selon le seuil défini par l'utilisateur (les pixels de Abs(lmg(i)-Avg) dont l'intensité dépasse, ou est égale à, cette valeur sont mis à 1, ceux qui sont en dessous sont mis à 0),

- Im (i) représente chaque image instantanée de la pile d'images.

Le choix du seuil dépend des valeurs de niveaux de gris de l'image de départ (image moyenne des n dernières images). Ces valeurs permettent de séparer le bruit de fond de la flamme au premier plan. Le seuil permet donc d'identifier les zones de fluctuations dont les amplitudes dépassent cette valeur. Ce seuil, défini par l'utilisateur, permet d'éliminer toutes les fluctuations de basse intensité causées par le bruit vidéo sur les zones statiques. Ainsi, seules les zones de fluctuations d'intensités

supérieures au seuil sont visibles sur l'image résultat.

Un exemple d'image obtenue par ce quatrième algorithme est

donné sur la figure 7.

Le cinquième algorithme consiste à calculer la valeur absolue de la différence entre une image instantanée et celle qui la précède dans la pile. La soustraction de deux images consécutives permet de mettre en évidence ce qui a changé entre les deux instants. L'image résultat est transformée en image binaire selon un seuil arbitraire. Elle est ensuite

moyennée (en moyenne glissante) avec les autres images de la pile.

Il est ensuite vérifié si le traitement statistique est terminé. Si non, il est achevé par retour aux étapes précédentes. Si oui, une nouvelle image est acquise. L'image de rang 1 est alors écrasée ou éliminée de la pile et remplacée par l'image de rang 2. De même, I'image i+1 remplace

l'image i, pout toute valeur de i. La nouvelle moyenne est calculée.

Le cinquième algorithme s'exprime mathématiquement comme suit: Enveloppe de flamme 2= Avg ( Bin ( Abs ( Img(i) - Img(i-1)), seuil))

O:

- Avg est la moyenne glissante, - Bin est l'opération de binarisation selon un seuil arbitraire (les pixels de Abs(lmg(i)-lmg(i-1)) dont l'intensité dépasse, ou est égale à, cette valeur sont mis à 1, ceux qui sont en dessous sont mis à 0), - Im (i) représente chaque image instantanée de la pile d'acquisition, - Im(i) et lm(i-1) sont deux images successives de la pile d'acquisition. La figure 8 montre le résultat d'un algorithme "enveloppe de

flamme 2".

Les images des figures 7 et 8 sont des exemples obtenues par exécution des algorithmes sur des piles de 60 images. Les murs statiques du four ont, dans les deux cas, disparu de l'image. Ils sont en noir et le

contour de flamme est lissé.

Pour le quatrième algorithme, I'image résultat n'est plus

sensible aux variations les plus rapides de la flamme.

La différence entre les quatrième et cinquième algorithmes est que le quatrième est influencé par la contribution des n dernières images

de la pile alors que le cinquième est un résultat plus instantané.

En soustrayant la moyenne, le quatrième algorithme met en évidence la partie constante de la flamme (en noir au coeur de la flamme sur la figure 7). De ce fait, les bords fluctuants de la flamme sont eux aussi mieux mis en relief dans cette image résultat. L'information du cinquième

algorithme est plus instantanée.

Un sixième exemple de calcul ou d'algorithme est un calcul d"'intermittence instantanée" préalable au septième algorithme. Un tel calcul, appliqué aux images initiales, dépend d'un autre seuil choisi par I'utilisateur du logiciel. Chaque pixel dépassant la valeur choisie est mis à 1 (blanc sur l'image) et les pixels en dessous du seuil prédéterminé sont

mis à 0 (noir sur l'image).

Cet algorithme s'écrit mathématiquement comme suit Intermittence instantanée = Bin(lm(i), seuil) Une image d'intermittence instantanée est une image binaire qui informe sur la probabilité de dépassement d'un seuil fixé par l'utilisateur (p=0 % = noir ou p=100% = blanc). Par conséquent, le seuil choisi détermine la présence de flamme dans l'image. L'image binaire, dont les valeurs de pixel sont 0 ou 1, sera blanche àl'emplacement de la

flamme et noire si aucun pixel n'excède la valeur de seuil.

L'histogramme des valeurs de niveaux de gris d'une image de flamme peut aider l'utilisateur à choisir le seuil. La valeur seuil est généralement située au-dessus de l'intensité maximale des parois. La

figure 9 représente l'histogramme type d'une image prise dans un four.

On peut réaliser (septième exemple de calcul ou d'algorithme) un calcul d"'intermittence moyenne", qui est la moyenne glissante dans le temps des intermittences instantanées. Les pixels de l'image varient donc de 0 à 255, et leurs niveaux de gris (ou intensités) représentent la probabilité de dépassement du seuil choisi, au cours de l'intervalle de

temps de la fenêtre glissante.

L'image de la probabilité de dépassement d'un seuil de luminosité supérieur à la luminosité des parois permet donc de faire apparaître la présence et position effective de la flamme dans l'image

comme le montre la figure 10.

L'expression mathématique de cet algorithme est la suivante: Avg (Bin(lm(i)), seuil), O: - Avg est la moyenne glissante, - Bin est l'opération de binarisation de l'image instantanée Im (i) selon le seuil arbitraire: un pixel de Im(i) est mis à 0 (ou à 1) si son intensité est

inférieure (ou supérieure) au seuil.

L'utilisation d'un seuil selon l'un des troisième à septième algorithmes est avantageuse pour effacer le bruit de l'image et la luminosité des parois et extraire le contour de flamme. Ce type d'algorithme présente certaines limites. En effet, on peut ainsi caractériser la flamme seulement si elle est plus brillante que le fond. Or ce n'est pas toujours le cas sur des sites industriels, notamment en raison de la faible luminosité de certaines flammes par rapport au rayonnement des parois réfractaires. L'image du résultat est dépendante du choix du seuil, mais ceci est compensé par l'aspect systématique de cette dépendance qui

permet une comparaison des images résultats au cours du temps.

Les quatrième, cinquième et septième algorithmes mettent en oeuvre la fonction AVG (BIN(_, seuil)), l'argument étant, respectivement, Abs (Img(i)-Avg) (quatrième algorithme), Abs(lmg(i)-lmg(i-1)) (cinquième

algorithme) et Abs(img(i)) (septième algorithme).

Par conséquent, selon une autre définition de l'invention, un traitement statistique mis en oeuvre comporte: - le calcul d'une image binaire, par rapport à un seuil, à partir d'une image argument, un pixel de cette image argument étant mis à 0 (ou à 1) par l'opération de binarisation, si son intensité est inférieure (ou supérieure ou égale) au seuil,

- un calcul de la moyenne des images binaires ainsi obtenues.

L'image argument peut être par exemple l'un des trois types d'images indiqués ci-dessus Abs(lmg(i)-Avg), Abs(lmg(i)-lmg(i-1)) ou

Abs(lmg(i)).

Au-delà de la simple utilisation comme affichage d'une image plus facile à interpréter par un opérateur, I'enveloppe des fluctuations de la flamme, obtenue par l'un des quatrième et cinquième algorithmes ou les images d'intermittence instantanée ou moyenne (sixième et septième algorithmes), peut (peuvent) être utilisée(s) pour extraire des paramètres géométriques quantitatifs tels que le périmètre, I'aire, la longueur de flamme. Il est possible d'appliquer un procédé de détection d'objet (ici la flamme) par traitement d'images, par exemple par extraction de contours,

ou encore "segmentation de contours".

Selon un exemple d'extraction de contours, une image est

d'abord binarisée par rapport à un niveau de gris choisi par l'utilisateur.

Par exemple, il est attribué à chaque pixel de l'image la valeur 1 ou 0

suivant qu'il est considéré comme faisant partie, ou pas, de la flamme.

Dans un second temps, I'image est dilatée d'un pixel plus large. Ensuite I'image originale est soustraite de l'image dilatée d'un pixel. Le résultat de cette soustraction est un ou plusieurs contour(s) continu, d'un pixel d'épaisseur. Enfin, ce ou ces contours sont superposés sur l'image résultat (par exemple "enveloppe de flamme 1" ou "enveloppe de flamme

2"), par addition des deux images.

La figure 11 montre un exemple d'extraction de contour avec un rectangle englobant la flamme. Les coordonnées du rectangle englobant (xmin, xmax, ymin, ymax) et/ou un ou plusieurs autres paramètres comme son centre de gravité, ou l'aire du contour ou son périmètre peuvent être calculés et affichés. Les résultats sont envoyés dans des fichiers ou des zones mémoires pour permettre l'archivage et le suivi des

caractéristiques de la flamme au cours du temps.

Cette analyse donne un bon nombre de paramètres géométriques quantitatifs. Ils pourront être reliés dynamiquement à des systèmes de contrôle avancés comme les réseaux neuronaux. Ils pourront ainsi être utilisés comme entrées complémentaires pour le contrôle en ligne de la flamme. Le suivi de ces paramètres de contour de flamme peut être avantageusement utilisé pour maintenir un réglage optimum d'un ou de plusieurs type(s) de paramètres d'un four et/ou d'une combustion et/ou d'un cu de plusieurs brûleurs, par exemple l'un ou plusieurs des paramètres suivants:

1. La pression du fluide de pulvérisation.

Dans le cas d'un brûleur fonctionnant avec un combustible liquide, les paramètres d'enveloppe de flammes, et en particulier la position de la racine de la flamme, peuvent être utilisés pour réguler les conditions de pulvérisation, et notamment le débit et/ou la pression. Une pression trop basse se traduit habituellement par une flamme trop longue,

avec une racine de flamme plus éloignée de l'injecteur.

2. Le degré d'étagement de la flamme.

Pour les brûleurs permettant de dévier une partie du combustible ou de l'oxydant vers un injecteur secondaire, le contour de la flamme peut être utilisé pour réguler le degré d'étagement (donc la proportion de combustible ou d'oxydant à diriger vers l'injecteur secondaire) et optimiser la longueur et le volume de la flamme. On pourra chercher en particulier à éviter les situations o la flamme serait trop près de la charge thermique (bain de verre, produits métallurgiques) ou des parois réfractaires. On pourra également utiliser la régulation du degré

d'étagement pour minimiser les émissions de polluants.

3. Les débits de combustible et d'oxydant.

Les débits de combustible et d'oxydant, ainsi que le rapport des débits oxydant/combustible pourront être utilisés pour maintenir une enveloppe de flamme correcte. En effet, un rapport de débits oxydant/combustible inférieur au rapport stoechiométrique se traduit généralement par une flamme exagérément longue, et un débit total (oxydant + combustible) trop faible par rapport à la puissance nominale du

brûleur peut provoquer une élévation de la flamme vers la voûte d'un four.

4. La puissance et la quantité de mouvement des brûleurs voisins.

Pour le cas d'utilisation de plusieurs brûleurs, le système de traitement d'images pourra être utilisé pour suivre simultanément les enveloppes de plusieurs flammes, et permettra de diagnostiquer ou d'identifier des interactions indésirables entre les flammes de brûleurs voisins. On peut utiliser l'information des enveloppes de flammes pour optimiser la position, les modes d'injections et la quantité de mouvement des fluides (débit massique et vitesse du fluide) de chaque brûleur de manière à éviter ces interactions indésirables (la quantité de mouvement d'un fluide est égale au produit du débit massique par la vitesse de ce fluide) . Ces conditions concernent notamment les fours de verre ainsi que

certains fours métallurgiques (fours de réchauffage).

5. La fraction de déchets introduits au brûleur.

Dans le cas de combustions o des déchets sont co-incinérés avec des combustibles classiques, le système de traitement d'images pourra être utilisé pour asservir la fraction de déchets co-incinérés à une forme et/ou à une position de racine de flamme. Cela pourrait être par exemple le cas des fours de cimenteries, o il est souhaitable de maximiser la fraction d'énergie apportée par des déchets, tout en respectant des caractéristiques de combustion satisfaisantes (flamme

stable, racine de flamme immédiatement en aval du brûleur).

6. Une fraction d'oxydant total introduit par le brûleur.

Dans le cas de brûleurs qui associent des oxydants de différentes concentrations en oxygène (par exemple air et oxygène, fumées recyclées et oxygène, etc.), le contour de flamme pourra être utilisé pour réguler le rapport entre les deux oxydants de façon à maintenir la longueur de la flamme dans un domaine acceptable. En effet, l'augmentation de la teneur globale en oxygène dans l'oxydant se traduit

généralement par un raccourcissement de la longueur de la flamme.

7. La pression du four.

La présence d'entrées d'air à proximité d'un brûleur peut avoir

des conséquences importantes sur la direction et la forme de la flamme.

L'information sur l'enveloppe de la flamme, éventuellement en combinaison avec celle issue d'autres capteurs, peut donc être asservie à un paramètre qui contrôle les entrées d'air d'un four. Ce paramètre pourrait être la position d'un clapet dans le conduit d'évacuation des fumées pour agir sur la pression à l'intérieur du four. Il est également possible d'agir sur les entrées d'air par une action de maintenance visant à améliorer l'étanchéité autour du brûleur. Des variations de la position de I'enveloppe de la flamme peuvent en effet être le signe de la présence

d'entrées d'air parasite dans le four.

8. La fréquence d'oscillation des alimentations en oxydants et en

combustibles d'un brûleur.

Dans le cas de l'utilisation d'une vanne permettant une combustion oscillatoire, I'acquisition d'images peut être synchronisée en phase avec la vanne, et l'analyse d'image peut permettre un traitement statistique sur la flamme ou l'enveloppe de la flamme pour différentes phases des oscillations du mélange combustible/oxydant. Un traitement d'images selon l'invention permet de vérifier que, pour chaque phase du cycle d'oscillation, I'enveloppe de la flamme maintient des caractéristiques acceptables. Le contrôle par analyse vidéo, par exemple en combinaison avec d'autes capteurs de température et de composition des fumées, permet l'optimisation de la fréquence et/ou de l'amplitude des oscillations de façon à minimiser l'émission de polluants tout en gardant une

enveloppe de flamme compatible avec le procédé.

La figure 12 représente un exemple de dispositif pour la mise

en oeuvre de l'invention dans un four industriel 40.

Cet exemple est donné pour la visualisation d'une flamme. Il

s'applique également à l'observation d'une charge dans un four.

Un brûleur 42 est représenté schématiquement, de même

qu'une flamme 44.

Des moyens d'acquisition d'images, tels qu'une ou plusieurs caméra(s) 46, permettent d'acquérir des images de la flamme 44. Ces images sont traitées par un dispositif ou une carte 48 de numérisation d'images. Les caméras vidéo utilisées dans les fours industriels peuvent fonctionner dans le visible, I'ultraviolet ou l'infrarouge. Pour augmenter le contraste entre la flamme et les parois réfractaires, ces caméras, peuvent être équipées d'un filtre interférométrique (dans l'ultraviolet: filtre centré autour de 310 nm pour mettre en évidence l'émission du radical OH; dans le visible: filtre centré autour de 431 nm pour le radical CH, ou 516 nm pour le radical C2, ou 589 nm pour l'émission du sodium; la bande

passante des filtres est comprise entre 10 et 20 nm).

Les images numérisées sont transmises à des moyens informatiques 50, comportant essentiellement une unité centrale 60, des moyens d'affichage et de visualisation 69, et des périphériques de contrôle tels qu'un clavier 72 et une souris 61. D'autres moyens de sélection d'une zone ou d';n champ d'une page affichée à l'écran 69 peuvent également être utilisés, par exemple tout moyen permettant de réaliser une sélection

par contac: tactile sur l'écran.

Dans le cas d'une combustion oscillatoire, une donnée supplémertaire est introduite dans le système informatique 50: il s'agit

d'un signal numérique représentatif du signal périodique oscillatoire.

Comme illustré sur la figure 13, I'unité centrale 60 comporte elle-même un microprocesseur 62, un ensemble 64 de mémoire ROM et RAM, un disque dur 66, qui a aussi une fonction de stockage

d'informaticn, tous ces éléments étant couplés à un bus 68.

* L'écran 69 permet de visualiser une ou plusieurs des images brutes (avant traitement statistique) ou des images obtenues après traitement statistique. Sur la figure 12, l'écran 69 est représenté avec une image instantanée 69-1, une image d'intermittence moyenne 69-2, une

image d'enveloppe de flamme 69-3 et une image de contour 69-4.

Les instructions pour mettre en oeuvre un traitement statistique selon l'invention sont mémorisées dans les moyens 64. 66 de

mémorisation du système informatique.

Des moyens, par exemple un menu et un curseur déplacé à l'aide de la souris, permettent à un utilisateur de sélectionner le traitement statistique à réaliser (par exemple l'un des premier à septième traitements ou algorithmes qui ont été expliqués ci-dessus). Il peut aussi choisir de

réaliser plusieurs de ces traitements en parallèle.

Des moyens identiques ou de même type peuvent également offrir à l'utilisateur la possibilité de choisir le nombre n d'images à acquérir pour réaliser un traitement statistique glissant, et/ou la durée, exacte ou

approximative, d'un intervalle temporel glissant.

Des moyens identiques ou de même type peuvent également offrir la possibilité de sélectionner une ou plusieurs valeurs de seuil, pour

la mise en oeuvre de l'un ou l'autre des algorithmes décrits ci-dessus.

Des moyens identiques ou de même type peuvent également offrir la possibilité de sélectionner une ou plusieurs images arguments en vue d'un traitement statistique mettant en oeuvre la fonction AVG (BIN(_,

seuil)) évoquée plus haut.

Les images brutes acquises à l'aide de la caméra 46 et de la carte de nLmérisation 48 sont stockées dans une zone de mémoire de l'unité centrale 60. Est en fait stocké dans cette zone mémoire un ensemble ou une pile des n dernières images acquises, ou des images

acquises pendant la durée de l'intervalle glissant sélectionné.

Sont également stockées dans une zone mémoire les n dernières images obtenues par moyenne glissante Avg, ou une pile de ces n dernières images moyennes, ou encore d'autres piles d'images qui évoluent au cours de l'acquisition (par exemple la pile des résultats de Abs(lm(i)-lm(i-1)). Le procédé d'affichage peut également indiquer à l'opérateur, l'intensité lumineuse correspondant à une portion ou une zone d'une

image affichée sur l'écran 69.

Cette fonction est mise en oeuvre par des moyens de sélection d'une portion ou d'une zone de l'image, par exemple à l'aide du curseur, et par des moyens d'affichage, sur l'image, par exemple dans un champ

déterminé celle-ci, de l'intensité de la zone sélectionnée.

L'utilisateur peut ensuite régler une valeur de seuil par rapport à une telle information, par exemple par sélection d'un champ spécifique de l'écran. En mode d'affichage du contour (figure 11 et image 69-4 sur la figure 12), sont également affichées les valeurs quantitatives de coordonnées du cadre contour, et éventuellement les valeurs calculées telles que le centre de gravité, et/ou l'aire du contour et/ou le périmètre de

ce contour.

Les instructions des programmes pour mettre en oeuvre un procédé selon l'invention sont mémorisées dans une zone mémoire du système informatique 50. Ces instructions sont par exemple installées à partir d'un support pouvant être lu par ce système, et sur lequel elles sont enregistrées. Un tel support peut être par exemple un disque dur, une mémoire morte ROM, un disque optique compact, une mémoire vive dynamique DRAM ou tout autre type de mémoire RAM, un élément de stockage magnétique ou optique, des registres ou d'autres mémoires

volatiles et/ou non volatiles.

Le dispositif peut être utilisé pour visualiser des images instantanées ou résultant d'un traitement statistique. Ces informations sont déjà d'une grande utilité pour la surveillance et la compréhension d'une combustion. A partir de ces informations, un opérateur peut éventuellement agir sur des paramètres de conduite du four ou du ou des brûleur(s) (par exemple puissance, et/ou rapport stoechiométrique,...) afin de maîtriser un ou plusieurs paramètres caractérisant la position et la géométrie de la

flamme ou des flammes (dans le cas de plusieurs brûleurs).

Ce peut être également l'un des paramètres 1 à 8 déjà évoqués

ci-dessus.

Comme illustré sur la figure 12, le dispositif peut en outre comprendre ces moyens 52 de régulation de paramètres, par exemple d'un ou de plusieurs des paramètres 1 à 8 évoqués ci-dessus. Cette régulation peut s'effectuer, par exemple, à partir d'une analyse des images obtenues par traitement statistique, par exemple une analyse mettant en oeuvre un traitement neuronal et/ou un contrôle par logique floue. La commande 52 permet alors de réguler, par exemple, I'ouverture d'une

vanne d'alimentation en combustible ou en oxydant.

Selon un autre exemple d'utilisation d'un dispositif selon I'invention, les images obtenues par numérisation peuvent être stockées sur une cassette vidéo 74 (voir figure 14) qui peut ensuite être lue par un magnétoscope 76. Après numérisation, les images peuvent être

visualisées sur un système informatique 50 tel que déjà décrit ci-dessus.

Une analyse de la combustion ou de la flamme peut ainsi être réalisée en

différé, en laboratoire.

Chaque image vidéo brute résulte de la combinaison de 3 couleurs ou 3 canaux R (rouge), V (vert) et B (bleu). Il peut être avantageux, dans certains cas, de ne retenir qu'un seul canal. Par exemple, dans certains cas, le canal R est fortement saturé, le canal B a une faible contribution et le canal V est le mieux "équilibré". On ne sélectionne alors que le canal V. Pour chaque type d'image (instantanée ou obtenue par traitement statistique), le dispositif peut donc comporter des moyens pour sélectionner un affichage des images en une seule des couleurs R, V, B, ou en deux de ces couleurs. Ces moyens (par exemple un menu dans lequel l'utilisateur sélectionne un ou plusieurs champs avec un curseur) permettent également de sélectionner, pour chaque type d'image donné,

une représentation du rapport de deux de ces couleurs dans l'image.

Les images sont codées sur 8 bits (donc sur 256 niveaux

d'intensité).

Dans le cas des algorithmes ci-dessus pour lesquels la fonction Avg est appliquée à une image binarisée, chaque pixel est moyenné avec les pixels correspondant des autres images. Il en résulte, pour chaque pixel, une valeur d'intensité comprise entre 0 et 1, qui est ensuite reconvertie en pleine échelle (sur 256 niveaux d'intensité) par

multiplication par 255.

Tous les traitements d'image indiqués dans la présente

description et qui font intervenir le choix d'un seuil sont, du fait de ce seuil,

arbitraires ou biaisés. Mais ce caractère arbitraire est constant au cours du temps, il est le même pour toutes les n images de l'intervalle glissant

Tg ou pour toutes les n dernières images.

Le traitement des images selon l'invention est beaucoup moins lourd et exigeant en termes de capacité de calcul que le système décrit dans US-5 971 747, o le traitement neuronal est appliqué à chaque image. Selon la présente invention, un traitement statistique glissant est appliqué aux images, et un traitement neuronal tel que décrit dans US-5 971 747 n'est pas nécessaire. Un tel traitement neuronal n'intervient que dans une éventuelle boucle de régulation, telle que la boucle 52

décrite ci-dessus (figure 12).

L'invention s'applique à la visualisation et au contrôle de flammes ou de combustion dans un four, mais aussi dans tout type d'autre

environnement industriel, y compris en plein air.

L'invention et le traitement statistique décrits permettent également de caractériser des fluctuations d'une scène dans un four, par exemple d'une charge présente dans le four (mottes flottant à la surface d'un bain de verre, ligne montrant la limite de présence de matière infondue dans un four de fusion, enveloppe spatiale de la trajectoire de billettes dans des fours métallurgiques, etc.). L'un quelconque des algorithmes décrits ci-dessus peut alors s'appliquer, avec les mêmes avantages que ce qui a été décrit pour le cas d'une flamme. En particulier, il est possible d'appliquer une fonction d'extraction de contour à la zone fluctuante de la charge dans le four, d'en déduire des paramètres géométriques tels que ceux déjà mentionnés ci-dessus (périmètre du contour, et/ou centre de gravité, et/ou aire du contour), et d'effectuer éventuellement une régulation du bain (sa température ou son

alimentation en charge) ou de la trajectoire des billettes.

L'invention permet de visualiser, dans un four, tout élément de nature fluctuante dans le temps ou d'une luminosité différente de la

luminosité de l'environnement.

Claims (41)

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement d'images d'au moins une flamme ou d'une scène dans un four, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un traitement statistique glissant des images de la flamme prises au cours d'un intervalle

temporel glissant, pour en éliminer les fluctuations rapides.

2. Procédé selon la revendication 1, I'intervalle temporel étant de durée variable.

3. Procédé de traitement d'images d'au moins une flamme ou d'une scène dans un four, caractérisé en ce que, après avoir acquis n images de flamme ou de la scène: (a) au moins un traitement statistique des n dernières images est effectué (b) une nouvelle image est acquise lorsque le traitement (a) est terminé

(c) I'étape (a) est recommencee.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, le traitement statistique

étant effectué sur une série d'images telles que: - le délai entre deux images successives traitées est compris entre secondes et 1000 secondes.

5. Procédé selon la revendication 4, le délai entre deux images

successives traitées étant compris entre 20 secondes et 200 secondes.

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, le nombre

d'images contenues dans une série d'images traitées par traitement statistique glissant étant supérieur à 10

7. Procédé selon la revendication précédente, le nombre d'images contenues dans une série d'images traitées par traitement statistique

glissant étant compris entre 25 et 1000.

8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, le traitement

statistique étant un calcul de variance des images dans le temps.

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, le traitement statistique

étant un calcul de moyenne glissante des images de la flamme ou de la scène prises au cours dudit intervalle temporel glissant ou des n dernières images.

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, le traitement statistique

permettant de produire, à partir de chaque chaque image, une image de

ses fluctuations instantanées.

11. Procédé selon la revendication 10, le traitement des images comportant les étapes suivantes: - le calcul, pour chaque série de n images d'un même intervalle temporel glissant, ou pour chaque série de n dernières images, d'une image moyenne, - le calcul, pour chaque image de ladite série de n images ou de n dernières images, de la différence entre l'image et l'image moyennée de la série de n images, - la comparaison de chaque image différence ainsi obtenue avec une valeur seuil prédéterminée, pour obtenir une image dite image binarisée,

12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, le traitement statistique

étant un traitement permettant d'obtenir l'enveloppe spatiale des

fluctuations de flamme ou de la scène.

13. Procédé selon la revendication 12, le traitement des images comportant les étapes suivantes: - le calcul, pour chaque série de n images d'un même intervalle temporel glissant, ou pour chaque série de n dernières images, d'une image moyenne, - le calcul, pour chaque image de ladite série de n images ou de n dernières images, de la différence entre l'image et l'image moyennée de la série, - la comparaison de chacune des n images différence ainsi obtenues avec une valeur seuil prédéterminée, pour obtenir une image dite image binarisée,

- le calcul d'une image moyenne des n images binarisées ainsi obtenues.

14. Procédé selon la revendication 12, le traitement des images comportant les étapes suivantes: - le calcul, pour chaque image d'une série de n images d'un même intervalle temporel glissant, ou pour chaque image d'une série de n dernières images, de la différence entre l'image et l'image qui la précède dans la série, - la comparaison de chaque image différence ainsi obtenue avec une valeur seuil prédéterminée, pour obtenir une image dite image binarisée,

- le calcul d'une image moyenne des n images binarisées ainsi obtenues.

15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, le traitement statistique

comportant: -

- la comparaison de chaque image d'une série de n images d'un même intervalle temporel glissant, ou de chaque image d'une série de n dernières images, avec un seuil prédéterminé, pour obtenir une image binaire,

- le calcul d'une image moyenne des n images binaires ainsi obtenues.

16. Procédé selon l'une des revendications 12 à 15, comportant en outre

une étape d'extraction ou de segmentation de contours.

17. Procédé selon la revendication 16, comportant en outre une étape de calcul du rectangle englobant le contour de la flamme ou de la zone fluctuante de la scène et/ou du centre de gravité de ce contour et/ou de

I'aire de ce contour et/ou du périmètre de ce contour.

18. Procédé selon l'une des revendications précédentes, les images étant

celles de la flamme d'une combustion se déroulant dans un four industriel

en fonctionnement.

19. Procédé selon l'une des revendications précédentes, les images étant

celles d'une flamme d'une combustion oscillatoire.

20. Procédé selon la revendication précédente, les images traitées étant des images synchronisées ou en phase avec la combustion oscillatoire ou

avec une phase de la combustion oscillatoire.

21. Procédé de régulation de paramètres physiques d'une flamme ou d'une combustion, mettant en oeuvre un procédé de traitement d'images

de la flamme selon l'une des revendications 1 à 20, et une étape de

régulation d'un paramètre physique de la flamme ou de la combustion ou

d'un four dans lequel se déroule la combustion.

22. Procédé selon la revendication précédente, le paramètre physique comportant au moins la longueur ou le volume ou la position de la flamme,

ou la position relative des flammes dans le cas d'une pluralité de brûleurs.

23. -Procédé selon la revendication 21 ou 22, le paramètre physique comportant au moins le débit ou la pression de pulvérisation d'un combustible liquide, ou le degré d'étagement d'un combustible ou d'un oxydant, ou le débit d'un combustible ou d'un oxydant, ou, en cas de pluralité de brûleurs, la position et/ou le mode d'injection et/ou la quantité de mouvement d'au moins un brûleur, ou une fraction de déchets réintroduits dans un brûleur, ou, en cas d'utilisation d'au moins deux oxydants, un rapport de concentration entre ces oxydants, ou la pression

d'un four dans lequel se déroule la combustion.

24. Procédé selon l'une des revendications 21 à 23, la combustion étant

de type oscillatoire le paramètre physique comportant au moins une fréquence d'oscillation ou une amplitude des alimentations oscillatoires en

oxydant et/ou en combustible d'un brûleur.

25. Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, les images étant celles

d'une charge dans un four.

26. Procédé selon la revendication précédente, les images étant celles d'un bain de verre, ou d'un bain dans un four de fusion, ou de trajectoires

de billettes.

27. Dispositif de traitement d'images d'au moins une flamme ou d'une scène dans un four, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour recevoir des images d'une flamme ou d'une scène située dans un four, et des moyens pour effectuer au moins un traitement statistique glissant de

ces images.

28. Dispositif de traitement d'images d'au moins une flamme, comportant: des moyens pour mémoriser n images de flamme ou de la scène, acquises chronologiquement, - des moyens pour effectuer au moins un traitement statistique des n dernières images, - des moyens pour mémoriser une image supplémentaire, lorsque le

traitement statistique est terminé.

29. Dispositif de traitement selon la revendication 27 ou 28, les moyens pour effectuer au moins un traitement statistique étant des moyens pour effectuer un calcul de variance des images dans le temps, et/ou un calcul de moyenne glissante des images, et/ou un traitement pour produire, à partir de chaque image, une image de ses fluctuations instantanées, et/ou un traitement permettant d'obtenir l'enveloppe spatiale de la flamme ou de

la scène ou de leurs fluctuations.

30. Dispositif selon l'une des revendications 27 à 29, comportant en outre

des moyens pour sélectionner un ou plusieurs traitement(s) statistique(s)

des images de la flamme ou de la scène.

31. Dispositif selon l'une des revendications 27 à 30, comportant en outre

des moyens pour sélectionner un nombre d'images sur lequel un ou

plusieurs traitement(s) statistique(s) est à effectuer.

32. Dispositif selon l'une des revendications 27 à 31, comportant en outre

des moyens pour sélectionner une durée d'un intervalle temporel glissant.

33. Dispositif selon l'une des revendications 27 à 32, comportant en outre

des moyens pour sélectionner une zone ou une portion d'une image de la flamme ou de la scène, et pour afficher une valeur d'intensité dans cette

zone ou portion.

29 2814265

34. Dispositif selon l'une des revendications 27 à 33, comportant en outre

des moyens pour sélectionner une ou plusieurs valeur(s) seuil pour la mise en oeuvre d'un ou de plusieurs traitement(s) statistique(s) des

images de la flamme ou de la scène.

35. Dispositif selon l'une des revendications 27 à 34, comportant en outre

des moyens de visualisation d'images après traitement(s) statistique(s).

36. Dispositif selon l'une des revendications 27 à 35, les images étant

enregistrées par une ou des caméra(s) vidéo analogique(s) ou digitale(s).

37. Système de combustion comportant un brûleur (42), des moyens pour injecter au moins un oxydant et au moins un combustible dans le brûleur,

et un dispositif de traitement selon l'une des revendications 27 à 36.

38. Système selon la revendication 37, comportant en outre des moyens (52) de régulation d'un paramètre physique de la flamme ou de la

combustion ou d'un four dans lequel se déroule la combustion.

39. Four industriel, comportant une charge et un dispositif de traitement

d'images de la charge selon l'une des revendications 27 à 36.

40. Programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une des

revendications 1 à 26 lorsque ledit programme est exécuté sur un

ordinateur.

41. Produit programme d'ordinateur comprenant des moyens de code de programme enregistré sur un support utilisable dans un ordinateur, comprenant des moyens de programmation lisibles par ordinateur pour effectuer l'une au moins des étapes selon l'une au moins des

revendications 1 à 26.