FR2914468A1

FR2914468A1 - Procede et dispositif de determination de la presence de contours dans une image multiresolution

Info

Publication number: FR2914468A1
Application number: FR0754169A
Authority: FR
Inventors: Felix Henry
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-10-03
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: FR2914468B1

Abstract

Pour déterminer la présence de contours dans une image ayant une version avec une première résolution et une version avec une seconde résolution : on obtient (402) des informations représentatives de la présence de contours dans l'image à la première résolution ; on détermine (402) un premier seuil (T1) à partir duquel un pixel de l'image à la première résolution appartient à un contour ; on détermine (404) une information représentative d'un pourcentage (P) de pixels de l'image à la première résolution appartenant à des contours ; on détermine (410) dans l'image à la seconde résolution, en fonction du pourcentage (P), un second seuil (T2) à partir duquel un pixel de l'image à la seconde résolution appartient à un contour; et on applique (4122) le second seuil (T2) à l'image à la seconde résolution, de façon à obtenir une image de localisation des contours à la seconde résolution.

Description

1

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de détermination de la présence de contours dans une image multirésolution. Elle appartient au domaine général du traitement numérique des signaux et a plus précisément trait au filtrage et à la compression de signaux numériques multidimensionnels. A titre d'exemples nullement limitatifs, les signaux concernés peuvent représenter des images fixes (c'est-à-dire des signaux à deux dimensions spatiales) ou des vidéos (c'est-à-dire des signaux à trois dimensions : deux dimensions spatiales et une dimension temporelle) ou, plus généralement, des données multimédia.

Par exemple, une image numérique provenant d'un appareil photo numérique est constituée d'un ensemble de N x M unités élémentaires d'image ou pixels, où N est la hauteur de l'image et M sa largeur. Cette image est codée avant d'être stockée en mémoire. Les données initiales, c'est-à-dire l'information représentative des pixels de l'image, sont organisées en un tableau bidimensionnel accessible, par exemple, ligne à ligne. Une image numérique subit généralement une transformation préalablement à son codage. De même, lors du décodage d'une image numérique codée, l'image subit une transformation inverse. La transformation peut consister à appliquer un filtre à tout ou partie de l'image numérique.

Un filtre peut être vu comme un produit de convolution entre le signal d'image et un vecteur prédéterminé permettant, pour chaque pixel de la région à laquelle il s'applique, de modifier sa valeur en fonction des valeurs des pixels avoisinants, affectées de coefficients. La technique de codage décrite le document de brevet FR-A-2 889 382 permet de filtrer le signal préalablement à une compression, en orientant le filtre le long de certaines directions, pour chaque pixel, en vue de réduire la dynamique du signal engendré et ainsi d'augmenter la compression du signal. Par ailleurs, la demande de brevet français de numéro de dépôt 06 53783 décrit une technique de calcul de ces orientations qui consiste à utiliser les données disponibles à une résolution inférieure pour calculer les orientations de filtrage à utiliser à une résolution supérieure lors du filtrage de décomposition de l'image, c'est-à-dire au niveau du codeur, et lors du filtrage de 2

synthèse de l'image, c'est-à-dire au niveau du décodeur. La résolution est le nombre d'échantillons par unité spatiale, c'est-à-dire, dans le cas d'une image, par unité de surface. La technique de codage en question inclut un filtrage du signal numérique multidimensionnel. On rappelle ci-dessous les principaux aspects de ce filtrage, qui est utilisé par la présente invention dans un mode particulier de réalisation. II n'est cependant pas exclu que l'invention mette en oeuvre un autre type de transformation, en lieu et place d'un tel filtrage. Ce filtrage, qui utilise une décomposition du signal en sous-bandes 10 de fréquence, vise à réduire la quantité d'information présente dans les sous- bandes, de façon à améliorer la compression du signal en vue de son stockage ou de sa transmission. Chaque échantillon filtré présente une valeur d'amplitude et une valeur d'orientation. Par "orientation", on entend ici une direction dans l'image 15 (par exemple, ligne de pixels, ou colonne de pixels, ou diagonale de pixels). On applique un filtrage selon l'orientation géométrique qui aura été déterminée comme la plus appropriée, de façon à augmenter les performances du filtrage. Un tel procédé de filtrage permet de tenir compte des variations 20 locales et notamment de l'orientation locale du flux du signal numérique tout en préservant la propriété de séparabilité du filtrage, c'est-à-dire que le filtrage peut être appliqué de façon indépendante sur les différentes dimensions du signal, par exemple, le long des lignes et le long des colonnes ou inversement. Pour faciliter l'opération de filtrage inverse effectuée au décodage, 25 on peut associer lors du codage, à chaque échantillon filtré, une information représentative de l'orientation géométrique du filtre appliqué à cet échantillon. Ce filtrage peut par exemple être appliqué successivement sur chacune des dimensions du signal numérique traité. Le filtrage d'échantillons peut mettre en oeuvre un schéma de filtrage 30 particulièrement avantageux pour la présente invention, appelé schéma de "lifting" (en anglais "lifting scheme"), avec par exemple au moins deux filtres, qui peuvent être appliqués chacun à des échantillons différents, ce qui est 3

économe en termes d'espace mémoire, étant donné que les échantillons sont remplacés au cours de leur filtrage. Quant au décodage d'un signal numérique multidimensionnel codé par une telle technique, il consiste principalement à obtenir une pluralité d'échantillons filtrés, puis à appliquer un filtrage inverse à des échantillons filtrés, ce filtrage inverse étant réalisé sur un échantillon filtré selon l'orientation géométrique du filtre qui a été utilisée pour le filtrage de cet échantillon lors de son codage conformément à l'invention. Afin d'éviter d'avoir à transmettre une quantité d'information trop élevée entre le codeur et le décodeur, on peut décider de n'appliquer un filtrage orienté qu'aux parties de l'image qui en ont vraiment besoin, à savoir, par exemple, les contours. L'article de Wei CHEN et al. intitulé "Morphological pyramids for multiscale edge detection", IEEE, 1998 décrit une méthode de détection multirésolution de contours dans une image. L'homogénéité des contours aux différentes résolutions est assurée par un arbre qui stocke la localisation des contours aux différentes résolutions. Cependant, cette approche n'est pas appropriée à la compression des images car elle nécessite la transmission de l'arbre de localisation des 20 contours, qui est beaucoup trop consommateur d'espace mémoire. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités de l'art antérieur. Plus particulièrement, la présente invention a pour but d'améliorer la vitesse de compression de l'image en garantissant que la carte des contours de 25 l'image soit homogène aux différentes résolutions de l'image et en n'appliquant un filtrage orienté que là où il est vraiment nécessaire, de façon à accélérer le processus de codage sans perdre en performances de compression. Dans ce but, la présente invention propose un procédé de détermination de la présence de contours dans une image se présentant au 30 moins sous la forme d'une version avec une première résolution et d'une version avec une seconde résolution différente de la première résolution, remarquable en ce qu'il comporte des étapes consistant à : 4

- obtenir des informations représentatives de la présence de contours dans la version de l'image avec la première résolution ; - déterminer un premier seuil en dessous duquel un pixel de la version de l'image avec la première résolution est considéré comme n'appartenant pas à un contour ; -appliquer le premier seuil à la version de l'image avec la première résolution et déterminer une information représentative d'un pourcentage de pixels de la version de l'image avec la première résolution qui sont considérés comme appartenant à des contours ; - déterminer dans la version de l'image avec la seconde résolution, en fonction de ce pourcentage, un second seuil en dessous duquel un pixel de la version de l'image avec la seconde résolution est considéré comme n'appartenant pas à un contour ; -appliquer le second seuil à la version de l'image avec la seconde résolution, de façon à obtenir une image de localisation des contours avec la seconde résolution. Ainsi, l'invention permet de déterminer les contours de façon homogène entre les différentes résolutions de l'image en garantissant qu'il n'existe pas, par exemple, une version basse résolution avec peu de contours et une version haute résolution avec beaucoup de contours. En outre, seule une donnée résultant de la mise en oeuvre du procédé de l'invention est transmise du codeur au décodeur : le pourcentage précité, ou une information représentative de ce pourcentage. Ainsi, la mise en oeuvre de l'invention n'est pas préjudiciable à la taille mémoire de l'image comprimée. Selon une caractéristique particulière, le procédé comporte en outre une étape consistant à : -rééchantillonner (c'est-à-dire, soit suréchantillonner, soit sous-échantillonner) à la première résolution l'image de localisation des contours avec la seconde résolution, de façon à obtenir une image de localisation des contours avec la première résolution.

Dans un mode particulier de réalisation, la première résolution est inférieure à la seconde résolution. En variante, la première résolution peut être supérieure à la seconde résolution.

Selon une caractéristique particulière, le second seuil précité est déterminé de façon qu'une fraction prédéterminée du pourcentage précité de pixels de la version de l'image avec la première résolution soient considérés comme appartenant à des contours. La valeur de ce pourcentage permet d'assurer une homogénéité dans la quantité de contours dans l'image à différentes résolutions. Selon une caractéristique particulière, ce second seuil est déterminé en acceptant une tolérance prédéterminée sur la valeur du pourcentage précité obtenue en pratique, par rapport à une valeur théorique visée pour ce pourcentage.

Cela permet d'accélérer la recherche du seuil. Selon une caractéristique particulière, l'étape d'obtention d'informations représentatives de la présence de contours dans la version de l'image avec la première résolution consiste à appliquer un détecteur de Sobel. Cette technique constitue une façon efficace et rapide de détecter les contours. L'image considérée peut être une image fixe. Elle peut également appartenir à une séquence vidéo. Dans le même but que celui indiqué plus haut, la présente invention propose également un dispositif de détermination de la présence de contours dans une image se présentant au moins sous la forme d'une version avec une première résolution et d'une version avec une seconde résolution différente de la première résolution, remarquable en ce qu'il comporte des modules pour : - obtenir des informations représentatives de la présence de contours dans la version de l'image avec la première résolution ; - déterminer un premier seuil en dessous duquel un pixel de la version de l'image avec la première résolution est considéré comme n'appartenant pas à un contour ; 6

- appliquer le premier seuil à la version de l'image avec la première résolution et déterminer une information représentative d'un pourcentage de pixels de la version de l'image avec la première résolution qui sont considérés comme appartenant à des contours ; - déterminer dans la version de l'image avec la seconde résolution, en fonction de ce pourcentage, un second seuil en dessous duquel un pixel de la version de l'image avec la seconde résolution est considéré comme n'appartenant pas à un contour ; -appliquer le second seuil à la version de l'image avec la seconde résolution, de façon à obtenir une image de localisation des contours avec la seconde résolution. Toujours dans le même but, la présente invention propose en outre un procédé de codage d'un signal numérique multidimensionnel d'image à une première résolution par décomposition en sous-bandes de fréquence, cette décomposition en sous-bandes de fréquence mettant en oeuvre un filtrage selon une pluralité d'orientations géométriques, ce procédé de codage étant remarquable en ce qu'il comporte des étapes consistant à : - obtenir une image à une seconde résolution différente de la première résolution ; - effectuer des étapes d'un procédé de détermination de contours tel que succinctement décrit ci-dessus, dans un mode de réalisation où la première résolution est supérieure à la seconde résolution. Ainsi, les contours sont efficacement représentés, ce qui permet de coder l'image de façon adaptée à ces contours.

Toujours dans le même but, la présente invention propose en outre un dispositif de codage d'un signal numérique multidimensionnel d'image à une première résolution par décomposition en sous-bandes de fréquence, cette décomposition en sous-bandes de fréquence mettant en oeuvre un filtrage selon une pluralité d'orientations géométriques, ce dispositif de codage étant remarquable en ce qu'il comporte : - un module pour obtenir une image à une seconde résolution différente de la première résolution ; -des modules d'un dispositif de détermination de contours tel que succinctement décrit ci-dessus, dans un mode de réalisation où la première résolution est supérieure à la seconde résolution. Toujours dans le même but, la présente invention propose en outre un procédé de décodage d'un signal numérique multidimensionnel d'image codé à une première résolution par décomposition en sous-bandes de fréquence, cette décomposition en sous-bandes de fréquence mettant en oeuvre un filtrage selon une pluralité d'orientations géométriques, ce procédé de décodage étant remarquable en ce qu'il comporte des étapes consistant à : - obtenir une image décodée à une seconde résolution différente de la première résolution ; - décoder une information représentative d'un seuil ; - appliquer ce seuil à la version de l'image avec la seconde résolution, de façon à obtenir une image de localisation des contours avec la 15 seconde résolution. Ainsi, l'image est décodée avec une bonne qualité en ce qui concerne les contours. Toujours dans le même but, la présente invention propose en outre un dispositif de décodage d'un signal numérique multidimensionnel d'image 20 codé à une première résolution par décomposition en sousbandes de fréquence, cette décomposition en sous-bandes de fréquence mettant en oeuvre un filtrage selon une pluralité d'orientations géométriques, ce dispositif de décodage étant remarquable en ce qu'il comporte des modules pour : - obtenir une image décodée à une seconde résolution différente de 25 la première résolution ; - décoder une information représentative d'un seuil ; - appliquer ce seuil à la version de l'image avec la seconde résolution, de façon à obtenir une image de localisation des contours avec la seconde résolution. 30 Toujours dans le même but, la présente invention vise aussi un système de télécommunications comprenant une pluralité de dispositifs terminaux reliés à travers un réseau de télécommunications, remarquable en ce 8

qu'il comprend au moins un dispositif terminal équipé d'un dispositif de détermination de la présence de contours ou d'un dispositif de codage et/ou d'un dispositif de décodage tels que succinctement décrits ci-dessus. Toujours dans le même but, la présente invention vise aussi un moyen de stockage d'informations lisible par un ordinateur ou un microprocesseur conservant des instructions d'un programme informatique, remarquable en ce qu'il permet la mise en oeuvre d'un procédé de détermination de la présence de contours ou d'un procédé de codage et/ou d'un procédé de décodage tels que succinctement décrits ci-dessus.

Toujours dans le même but, la présente invention vise aussi un produit programme d'ordinateur pouvant être chargé dans un appareil programmable, remarquable en ce qu'il comporte des séquences d'instructions pour mettre en oeuvre un procédé de détermination de la présence de contours ou un procédé de codage et/ou un procédé de décodage tels que succinctement décrits ci-dessus, lorsque ce programme est chargé et exécuté par l'appareil programmable. Les caractéristiques particulières et les avantages non mentionnés ci-dessus du dispositif de détermination de la présence de contours, du procédé et du dispositif de codage, du procédé et du dispositif de décodage, du système de télécommunications, du moyen de stockage d'informations et du produit programme d'ordinateur étant similaires à ceux du procédé de détermination de la présence de contours, ils ne sont pas répétés ici. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 montre de manière simplifiée un système de traitement d'images numériques susceptible de mettre en oeuvre la présente invention ; - la figure 2 illustre un exemple non limitatif de simulation de filtrage selon trois orientations géométriques possibles ; 9

- la figure 3 représente de manière schématique un mode particulier de réalisation d'un appareil susceptible de mettre en oeuvre la présente invention ; - la figure 4 est un organigramme illustrant les principales étapes 5 d'un procédé de codage incluant un procédé de détermination de la présence de contours conforme à la présente invention, dans un mode particulier de réalisation ; et - la figure 5 est un organigramme illustrant les principales étapes du décodage d'une image codée conformément à la présente invention. 10 Le schéma-bloc de la figure 1 illustre un système de traitement d'images numériques notamment par codage et décodage selon l'invention, désigné par la référence générale notée 1. Le système comporte un dispositif 2 de codage, une unité 4 de transmission ou stockage et un dispositif 6 de décodage. 15 L'invention trouve une application particulièrement intéressante dans un système de télécommunications comprenant une pluralité de dispositifs terminaux reliés à travers un réseau de télécommunications. Le procédé de codage selon l'invention peut être mis en oeuvre dans des dispositifs terminaux du système, de façon à autoriser une transmission de fichiers à travers le 20 réseau de télécommunications et réduire ainsi le trafic et les temps de transmission. Une autre application particulièrement intéressante consiste à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention dans un dispositif de stockage d'entités multimédia, de façon à pouvoir stocker une grande quantité de données dans 25 une unité de stockage. Comme le montre la figure 1, le dispositif 2 de codage reçoit en entrée une image IO d'origine. L'image IO est traitée par le dispositif 2 de codage qui délivre en sortie un fichier codé contenant des données d'image comprimées, désigné par le signe de référence FC. 30 Le traitement exécuté dans le dispositif 2 de codage consiste à effectuer des opérations de transformation, de quantification et de codage entropique, respectivement dans les unités 10, 12 et 14. 10

L'opération de transformation effectuée dans l'unité 10 est celle qui met en oeuvre l'invention, tandis que les opérations de quantification et de codage entropique respectivement effectuées dans les unités 12 et 14 mettent en oeuvre des moyens classiques.

Le fichier codé FC est fourni à l'unité 4 de transmission ou stockage, pour être, par exemple, transmis à travers un réseau ou stocké dans une unité de stockage. Le dispositif 6 de décodage reçoit en entrée le fichier codé FC en provenance de l'unité 4 de transmission ou stockage et fournit en sortie une image décodée (ou décomprimée) ID, laquelle est sensiblement identique à l'image IO d'origine. Lors du décodage, l'image codée est successivement soumise à des opérations de décodage entropique, de déquantification et de transformation inverse, respectivement dans les unités 18, 20 et 22.

L'opération de transformation inverse effectuée dans l'unité 22 est celle qui met en oeuvre l'invention, tandis que les étapes de décodage entropique et de déquantification respectivement effectuées dans les unités 18 et 20 mettent en oeuvre des moyens classiques. Généralement, les données initiales correspondant à l'image 10 d'origine sont organisées en un tableau bidimensionnel qui est accessible ligne à ligne. Le mode particulier de réalisation décrit ci-après présente le codage et le décodage d'une image numérique fixe, c'est-à-dire d'un signal bidimensionnel. Le principe est toutefois identique pour un signal présentant un nombre de dimensions supérieur, par exemple, pour une vidéo, qui, comme mentionné en introduction, se compose de trois dimensions. On décrit maintenant le codage, conformément au procédé de l'invention, d'une image numérique, ce codage comprenant notamment une phase de filtrage consistant à décomposer le signal numérique d'image en sous-bandes de fréquence. Dans le mode particulier de réalisation de l'invention décrit en détail ci-après, ce type de filtrage en sous-bandes est utilisé pour comprimer l'image 11

numérique. Un tel filtrage peut être, par exemple, mis en oeuvre dans la norme JPEG ou dans la norme JPEG2000, au cours d'une opération également appelée décomposition en ondelettes. Pour plus de détails sur la norme JPEG2000, on se reportera 5 utilement à l'adresse Internet suivante : www.jpeg.org. Toutefois, la présente invention diffère du filtrage tel qu'utilisé dans JPEG2000 car les filtres utilisés peuvent être orientés, comme décrit dans le document de brevet FR-A-2 889 382. L'organigramme de la figure 4 illustre des étapes d'un procédé de 10 codage incluant un procédé de détermination de la présence de contours conforme à la présente invention, dans un mode particulier de réalisation. Un filtrage en sous-bandes consiste à appliquer à un signal d'origine un filtrage afin d'engendrer une ou plusieurs sous-bandes correspondant à des fréquences différentes. L'ensemble de ces sous-bandes correspond à une 15 résolution donnée. Il est alors courant de sélectionner une ou plusieurs de ces sous-bandes pour les décomposer à nouveau en sous-bandes, qui correspondront à leur tour à la résolution suivante. Ce processus peut être répété un nombre prédéterminé de fois, en 20 fonction de la résolution souhaitée. Comme le montre la figure 4, l'algorithme débute à l'étape 400, au cours de laquelle on sélectionne l'image initiale à décomposer. Cette image va être considérée comme une sous-bande de fréquence à filtrer. En variante, la sous-bande à décomposer peut être une sous-bande 25 obtenue lors d'un filtrage précédent. On note SO la sous-bande sélectionnée et RO sa résolution. L'opération suivante 402 consiste à obtenir un seuil de filtrage de détection de contours dans l'image à sa résolution d'origine. Cette opération comporte des sous-étapes d'application d'un filtrage détecteur de contours, de 30 détermination d'un premier seuil et d'application du seuil à l'image à sa résolution d'origine.

Ainsi, une première sous-étape consiste à appliquer à l'image un filtrage détecteur de contours. On peut par exemple appliquer un détecteur de Sobel, technique de filtrage très répandue et connue de l'homme du métier, qui consiste à appliquer deux filtrages bidimensionnels à l'image. Pour plus de 5 détails au sujet du détecteur de Sobel, on se reportera utilement au site Internet suivant : http://homepages.inf.ed.ac.uk/rbf/HIPR2/sobel.htm. L'intensité moyenne de la sortie de ces deux filtrages est proportionnelle à la présence d'un contour à l'endroit du filtrage et l'arctangente du rapport des sorties de ces deux filtrages donne l'orientation locale du 10 contour. Au cours de l'étape 402, on utilise exclusivement l'image d'intensité. En variante, on peut remplacer le détecteur de Sobel par un filtrage détecteur de contours Robert Cross. Puis lors de la sous-étape suivante, on détermine un premier seuil T1 en-deçà duquel les pixels sont considérés comme n'appartenant pas à un 15 contour et auquel ou au-dessus duquel les pixels sont considérés comme appartenant à un contour. Ce seuil est typiquement fixé une fois pour toutes. En effet, il dépend généralement uniquement de la dynamique de l'image d'entrée et il est rare que celle-ci varie. A titre d'exemple non limitatif, pour des images à niveaux de gris, 20 la dynamique est en général de 256 niveaux. Ainsi, pour des images à 256 niveaux de gris, on peut choisir un seuil T1 égal à 100. On applique le seuil T1 à l'image d'origine filtrée par le filtrage détecteur de contours, en mettant à zéro la valeur de chaque pixel qui se trouve sous le seuil et en mettant à 1 la valeur de chaque pixel qui est supérieure ou 25 égale au seuil. L'image résultante est appelée STO. L'étape suivante 404 consiste à calculer le pourcentage P de pixels de l'image STO qui ont la valeur 1. Cela représente donc le pourcentage de pixels appartenant à un contour. Ce pourcentage est transmis au décodeur ou stocké dans le fichier comprimé. 30 En variante, on ne transmet pas le pourcentage P au décodeur, mais un seuil T2 qui sera calculé au cours d'une étape ultérieure décrite ci-après, ou toute autre valeur représentative du pourcentage P. 13

Au cours de l'étape suivante 406, on extrait une sous-bande de résolution R1 inférieure à RO, ce qui correspond à un filtrage basse fréquence de SO. Dans un mode particulier de réalisation, cela consiste à sous-échantillonner la sous-bande de résolution RO d'un facteur 2 dans chaque dimension. Soit S0(x,y) l'échantillon situé aux coordonnées (x,y) dans la sous-bande SO de résolution RO. La sous-bande basse fréquence extraite SBE1, de résolution R1, est donnée par SBE1(x,y) = SO(2xx,2xy). En variante, cette extraction peut mettre en oeuvre un procédé plus complexe qu'un simple sous-échantillonnage. Par exemple, il peut s'agir d'un sous-échantillonnage associé à un filtrage passe-bas, similaire au filtrage passe-bas utilisé dans JPEG2000. L'étape suivante 408 est facultative. Elle n'est pas nécessaire notamment dans le cas d'une compression sans perte du signal. En revanche, elle est recommandée si on effectue un codage avec perte du signal. Elle consiste à simuler un codage et un décodage de la sous-bande SBE1, de façon à engendrer la sous-bande SBED1. La sous-bande SBED1 est similaire à la sous-bande SBE1, à ceci près qu'elle comporte les éventuelles erreurs dues aux opérations de codage et 20 décodage. Il est à noter que ce codage-décodage peut lui-même mettre en oeuvre la technique de la présente invention (division en sous-bandes de fréquence, quantification, codage entropique comme décrit précédemment et ci-après). L'invention est dans ce cas appliquée de façon récursive. 25 L'étape 406, suivie ou non de l'étape 408, est suivie d'une étape 410 au cours de laquelle on utilise l'image SBED1 pour calculer un second seuil T2 (qui peut être appelé seuil de Sobel) tel que P % des pixels de la sous-bande SBED1 filtrée par le filtre détecteur de contours et seuillée avec le seuil T2 appartiennent à des contours. Pour ce faire, différentes stratégies sont 30 envisageables.

Par exemple, on peut utiliser une dichotomie pour ramener la différence entre le pourcentage de pixels appartenant à des contours et P à zéro. En variante, on peut augmenter petit à petit, à partir de zéro, le seuil 5 T2 jusqu'à ce que le pourcentage de pixels appartenant à des contours atteigne ou dépasse P. Il est à noter qu'on a tout intérêt à accepter une certaine tolérance dans le pourcentage visé par rapport à P car il n'est pas essentiel d'avoir une précision élevée et cela permet d'accélérer la recherche. Par exemple, on peut 10 estimer que T2 est acceptable si le pourcentage de pixels appartenant à des contours est à moins de 5 points du pourcentage P. II est également à noter que l'étape 410 amène généralement à calculer l'image des contours associée à SBED1 pour le seuil T2. Cette image est appelée LI et sera utilisée au cours de l'étape suivante. 15 Dans une autre variante, le seuil T2 est déterminé de façonplus large en fonction de P. Par exemple, T2 est tel qu'une fraction déterminée du pourcentage P de pixels appartiennent à des contours (par exemple, P/2 %). L'étape suivante 412 est une étape d'extraction de la localisation des contours dans l'image à la résolution inférieure notée R1. 20 On utilise la sous-bande SBED1 (ou SBE1 si l'étape 408 n'a pas été appliquée) pour déterminer la localisation des contours de la sous-bande S0. Comme mentionné en liaison avec l'étape précédente, cette image a en général déjà été calculée : il s'agit de l'image LI. Toutefois, si le processus de détermination du seuil T2 n'a pas produit cette image, les sous-étapes à 25 appliquer pour la produire sont les suivantes : - une sous-étape 4120 d'application d'un détecteur de Sobel, comme décrit précédemment. Cette sous-étape produit une image SBED1C ; - une sousétape 4122 d'application du seuil T2 à l'image SBED1C. Tous les pixels de SBEDIC qui sont strictement sous le seuil seront considérés 30 comme n'appartenant pas à des contours et tous les autres seront considérés comme appartenant à des contours. L'image ainsi seuillée est l'image LI.

L'étape 414 qui suit l'étape 412 d'extraction de la localisation des contours consiste à utiliser la sous-bande SBED1 pour prédire l'orientation à utiliser pour engendrer les sous-bandes haute fréquence de même résolution que SBE1. Différentes approches sont possibles.

Dans un mode particulier de réalisation, on extrait l'orientation des contours de la sous-bande SBED1. Toutefois, cette orientation n'est extraite à partir d'un calcul que pour les pixels qui appartiennent à un contour. Pour les autres pixels, elle est prédéterminée. Ainsi, pour chaque pixel de SBED1 : - si ce pixel appartient à un contour au sens de l'étape précédente (cette information étant donnée par l'image L1), on applique le filtrage de Sobel, dont on a vu qu'il est constitué de deux filtrages, l'arctangente du rapport des sorties des deux filtrages donnant l'orientation locale du contour, et on attribue à ce pixel la valeur d'orientation donnée par ce filtrage ; et - si ce pixel n'appartient pas à un contour, on lui affecte une valeur prédéterminée, résultant par exemple d'un filtrage selon l'orientation horizontale. L'image ainsi produite est appelée SO1. Au cours de l'étape suivante 416, l'image SO1 est suréchantillonnée pour produire l'image de prédiction des orientations SOO. Le suréchantillonnage consiste, classiquement, à augmenter le nombre d'échantillons par unité de longueur d'un facteur 2 dans chaque dimension. Les échantillons ajoutés sont construits en dupliquant les échantillons de SO1, ou par filtrage. Puis lors d'une étape 418, on filtre la sous-bande d'origine par filtrage orienté, selon une technique du type décrit dans le document de brevet FR-A-2 889 382, de façon à engendrer les sous-bandes haute fréquence de résolution R1. La figure 2 montre un tel filtrage. On en rappelle ci-dessous le principe. On commence par déterminer un filtre à appliquer à l'échantillon courant, parmi une pluralité de filtres possibles. Dans le mode particulier de réalisation décrit ici, deux filtres sont utilisables.

Un premier filtre, appelé filtre passe-bas, a pour rôle d'extraire les basses fréquences du signal. Par exemple, dans le cas d'un signal à coder monodimensionnel, c'est-à-dire formé d'une série d'échantillons : {..., Xi-2, Xi-1, Xi, Xi+1, Xi+2, Xi+3, ... }, si on utilise un filtre passe-bas ayant pour coefficients : [-1/16, 0, 5/16, 1, 5/16, 0, -1/16], le résultat du filtrage est représenté par les valeurs d'échantillons filtrés suivantes : yi = -xi_3/16 + 5xi_1/16 + xi + 5xi+1/16 ù xi+3/16. Un second filtre, appelé filtre passe-haut, extrait les hautes fréquences du signal. Par exemple, le résultat du filtrage du signal monodimensionnel : {..., Xi3, Xi 2, xi-1, Xi, Xi+1, xi+2, xi+3, ...} par le filtre passe- haut dont les coefficients sont : [1/16, 0, -9/16, 1, -9/16, 0, 1/16] est représenté par : yi = xi_3/16 ù 9xi_1/16 + xi ù 9x;+1/16 + xi+3/16. Ces filtres passe-haut et passe-bas sont utilisés dans la décomposition selon le schéma de lifting, laquelle est particulièrement adaptée à la présente invention. Pour plus de détails sur le schéma de lifting, on se reportera utilement au site Internet suivant : http://www. bearcave.com/misl/misl_tech/wavelets/lifting/predict. html. Dans le mode particulier de réalisation décrit ici, lors du filtrage d'une ligne, si la ligne en cours de filtrage est filtrée pour la première fois, le filtre appliqué est le filtre passe-haut. Dans le cas contraire, le filtre à appliquer est le filtre passe-bas. La figure 2 montre schématiquement, d'une part, le filtre courant à appliquer sur l'image numérique et, d'autre part, l'application de ce filtre à l'échantillon courant. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, l'échantillon courant est l'échantillon numéro j de la ligne courante numéro i, autrement dit celui correspondant à la ième ligne et à la jème colonne de pixels de l'image. 17

L'exemple de la figure 2 correspond à un mode particulier de réalisation dans lequel trois orientations géométriques sont possibles. On note xi,j le coefficient de l'échantillon courant. Ainsi, les trois orientations géométriques suivant lesquelles on applique le filtrage monodimensionnel sont définies comme suit : f{Xi-3j-3, Xi-2,j-2, Xi-1 j-1, )(là Xi+1,j+1, Xi+2,jj+2, Xi+3,j+3) {Xi ,j..3, xi,j..1, XiJ Xi,l+1, Xi j+2, Xi,j+3l {Xi+3,j-3, Xi+2,j-2, Xi+1,j-1, Xi,j, Xi-1,j+1, Xi-2,j+2, Xi-3,j+3} ce qui correspond à des orientations respectives de 45 , 0 et -45 .

L'une de ces trois orientations va servir à filtrer réellement le signal. Dans un mode particulier de réalisation, il y a huit orientations possibles correspondant à des angles uniformément répartis entre -90 et 900. L'orientation utilisée sur chaque échantillon de SO est donnée par l'image de prédiction des échantillons SOO. En filtrant l'échantillon de SO situé aux coordonnées (x,y), on utilisera l'orientation prédéterminée, parmi les huit orientations prédéterminées possibles du mode particulier de réalisation mentionné ci-dessus, qui est la plus proche de SO0(x,y). En pratique, lors du filtrage d'une image numérique qui est un signal de dimension 2, ce filtrage est itéré trois fois pour engendrer les trois sous-20 bandes SH1 dites de haute fréquence correspondant à : - un filtrage haute fréquence sur l'axe horizontal et un filtrage basse fréquence sur l'axe vertical, - un filtrage basse fréquence sur l'axe horizontal et un filtrage haute fréquence sur l'axe vertical, 25 - un filtrage haute fréquence sur l'axe horizontal et un filtrage haute fréquence sur l'axe vertical. La sous-bande correspondant à un filtrage basse fréquence sur chaque dimension est la sous-bande SBE1. Dans le cas du filtrage de la sous-bande d'origine S0, trois nouvelles 30 sous-bandes haute fréquence sont donc produites, comme dans la transformée en ondelettes classique.

Comme le montre la figure 4, l'étape 420 qui suit l'étape 418 d'obtention des trois sous-bandes haute fréquence de résolution inférieure consiste à coder ces trois sous-bandes. Ce codage est effectué de façon classique, par exemple par quantification scalaire ou quantification vectorielle puis application d'un codage entropique tel que le codage de Huffman ou le codage arithmétique. Il est également possible de coder non seulement les trois sous-bandes haute fréquence, mais aussi la sous-bande basse fréquence SBE1, notamment dans le cas où elle n'est pas redécomposée en sous-bandes de résolution inférieure. On décrit ci-dessous l'algorithme de décodage d'une sous-bande basse fréquence SOD, c'est-à-dire la version décodée de la sous-bande SO du codage, en référence à la figure 5. Cette sous-bande basse fréquence peut être, soit l'image à décoder, soit une sous-bande basse fréquence qui sera ultérieurement combinée à des sous-bandes haute fréquence pour engendrer une sous-bande basse fréquence de résolution supérieure. Au cours d'une étape 500, on commence par sélectionner la sous-bande à synthétiser.

Puis, lors d'une étape 502, on reçoit, ou on lit dans le fichier comprimé, le pourcentage P déterminé au codage. En variante, on détermine le pourcentage P à partir de l'information représentative de P (par exemple, à partir du seuil T2) lue dans le fichier comprimé. Lors de l'étape suivante 504, on commence par décoder la sous- bande basse fréquence de résolution immédiatement inférieure à celle de SO. Il s'agit de SBED1, ce nom étant identique à celui utilisé lors du codage car il s'agit exactement de la même sous-bande. Puis les quatre étapes suivantes 506 de détermination du seuil de Sobel T2, 508 d'extraction de la localisation des contours (incluant les sous- étapes 5080 d'application d'un détecteur de Sobel et 5082 de détermination d'un seuil T2 et de seuillage), 510 d'extraction des orientations de filtrage et 512 de suréchantillonnage sont strictement similaires à celles appliquées au 19

codage. C'est d'ailleurs ce qui garantit que les orientations ainsi engendrées sont exactement les mêmes, ce qui est nécessaire pour la réversibilité du processus. On décode ensuite, lors d'une étape 514, les trois sous-bandes haute fréquence SH1 de même résolution que SBED1. Le décodage de chacune de ces sous-bandes se fait par des méthodes classiques telles que le décodage entropique de Huffman ou arithmétique et la déquantification scalaire ou vectorielle. Puis lors de l'étape 516, on effectue un filtrage inverse similaire au filtrage inverse décrit dans le document de brevet FR-A-2 889 382. II s'agit d'appliquer un filtre avec une certaine orientation sur les images combinées SBED1 et SH1. Les orientations sont fournies par des étapes similaires à celles mises en oeuvre lors du codage et décrites précédemment. Ce filtrage a pour résultat de produire la sous-bande SOD, qui est 15 l'image décodée. On a décrit précédemment, en liaison avec les figures 4 et 5, un procédé qui obtient des informations représentatives de la présence de contours dans une version haute résolution de l'image et les utilise pour déterminer la présence de contours dans une version basse résolution de 20 l'image. En variante, il est bien entendu envisageable de procéder de façon inverse, c'est-à-dire de mettre à profit des informations sur la présence de contours dans une version basse résolution de l'image pour détecter la présence de contours dans une version haute résolution de l'image. 25 La figure 3 montre un mode particulier de réalisation d'un dispositif de traitement d'information apte à fonctionner comme dispositif de codage d'un signal numérique multidimensionnel et/ou comme dispositif de décodage d'un signal numérique multidimensionnel codé conformément à la présente invention. 30 Le dispositif illustré sur la figure 3 peut comporter tout ou partie des moyens de mise en oeuvre d'un procédé de codage d'un signal numérique multidimensionnel et/ou d'un procédé de décodage d'un signal numérique multidimensionnel codé conformément à la présente invention. Selon le mode de réalisation choisi, ce dispositif peut être par exemple un micro-ordinateur ou une station de travail 600 connecté à différents périphériques, par exemple, une caméra numérique 601 (ou un scanner, ou tout autre moyen d'acquisition ou de stockage d'images) reliée à une carte graphique (non représentée) et fournissant ainsi des informations à traiter selon l'invention. Le micro-ordinateur 600 comporte de préférence une interface de communication 602 reliée à un réseau 603 apte à transmettre des informations numériques. Le micro-ordinateur 600 comporte également un moyen de stockage permanent 604, tel qu'un disque dur, ainsi qu'un lecteur de moyens de stockage temporaire tel qu'un lecteur de disquettes 605 pour coopérer avec une disquette 606.

La disquette 606 et le disque dur 604 peuvent contenir des données d'implantation logicielle de l'invention ainsi que le code du ou des programme(s) d'ordinateur dont l'exécution par le micro-ordinateur 600 met en oeuvre la présente invention, ce code étant par exemple mémorisé sur le disque dur 604 une fois qu'il a été lu par le micro-ordinateur 600.

En variante, le ou les programme(s) permettant au dispositif 600 de mettre en oeuvre l'invention sont stockés dans une mémoire morte (par exemple du type ROM) 607. Selon une autre variante, ce ou ces programme(s) sont reçus totalement ou partiellement à travers le réseau de communication 603 pour être 25 stockés comme indiqué. Le micro-ordinateur 600 comprend également un écran 609 pour visualiser les informations à traiter et/ou servir d'interface avec l'utilisateur, afin que l'utilisateur puisse par exemple paramétrer certains modes de traitement à l'aide du clavier 610 ou de tout autre moyen approprié de pointage et/ou de 30 saisie tel qu'une souris, un crayon optique, etc. Une unité de calcul ou unité centrale de traitement (CPU) 611 exécute les instructions relatives à la mise en oeuvre de l'invention, ces instructions étant stockées dans la mémoire morte ROM 607 ou dans les autres éléments de stockage décrits. Lors de la mise sous tension du dispositif 600, les programmes et méthodes de traitement stockés dans une des mémoires non-volatiles, par exemple la ROM 607, sont transférés dans une mémoire vive (par exemple du type RAM) 612, qui contient alors le code exécutable de l'invention ainsi que les variables nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention. En variante, les méthodes de traitement du signal numérique peuvent être stockées dans différents emplacements de stockage. De façon générale, un moyen de stockage d'information lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur, intégré ou non au dispositif, éventuellement amovible, peut mémoriser un ou plusieurs programme(s) dont l'exécution met en oeuvre les procédés de codage et/ou de décodage décrits précédemment. On peut faire évoluer le mode particulier de réalisation choisi pour l'invention, par exemple en ajoutant des méthodes de traitement actualisées ou améliorées ; dans un tel cas, ces nouvelles méthodes peuvent être transmises au dispositif 600 par le réseau de communication 603, ou chargées dans le dispositif 600 par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs disquettes 606. Bien entendu, les disquettes 606 peuvent être remplacées par tout support d'information jugé approprié (CD-ROM, carte mémoire, etc.). Un bus de communication 613 permet la communication entre les différents éléments du micro-ordinateur 600 et les éléments reliés à celui-ci. On notera que la représentation du bus 613 n'est pas limitative. En effet, l'unité centrale CPU 611 est, par exemple, susceptible de communiquer des instructions à tout élément du micro-ordinateur 600, directement ou par l'intermédiaire d'un autre élément du micro-ordinateur 600.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de détermination de la présence de contours dans une image se présentant au moins sous la forme d'une version avec une première résolution et d'une version avec une seconde résolution différente de la première résolution, caractérisé en ce qu'il comporte des étapes consistant à : - obtenir (402) des informations représentatives de la présence de contours dans la version de l'image avec la première résolution ; - déterminer (402) un premier seuil (T1) en dessous duquel un pixel 10 de la version de l'image avec la première résolution est considéré comme n'appartenant pas à un contour ; - appliquer ledit premier seuil (T1) à la version de l'image avec la première résolution et déterminer (404) une information représentative d'un pourcentage (P) de pixels de la version de l'image avec la première résolution 15 qui sont considérés comme appartenant à des contours ; - déterminer (410) dans la version de l'image avec la seconde résolution, en fonction dudit pourcentage (P), un second seuil (T2) en dessous duquel un pixel de la version de l'image avec la seconde résolution est considéré comme n'appartenant pas à un contour ; 20 - appliquer (4122) ledit second seuil (T2) à la version de l'image avec la seconde résolution, de façon à obtenir une image de localisation des contours avec la seconde résolution.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape consistant à : 25 - rééchantillonner (416) à la première résolution l'image de localisation des contours avec la seconde résolution, de façon à obtenir une image de localisation des contours avec la première résolution.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première résolution est inférieure à la seconde résolution. 30

4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première résolution est supérieure à la seconde résolution. FR 07 54169 27.08.2007

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit second seuil (T2) est déterminé de façon qu'une fraction prédéterminée dudit pourcentage (P) de pixels de la version de l'image avec la première résolution soient considérés comme appartenant à des contours.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit second seuil (T2) est déterminé en acceptant une tolérance prédéterminée sur la valeur dudit pourcentage (P) obtenue en pratique, par rapport à une valeur théorique visée pour ce pourcentage (P).

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite étape d'obtention d'informations représentatives de la présence de contours dans la version de l'image avec la première résolution consiste à appliquer un détecteur de Sobel.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'image est une image fixe.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'image appartient à une séquence vidéo.

10. Dispositif (2) de détermination de la présence de contours dans une image se présentant au moins sous la forme d'une version avec une première résolution et d'une version avec une seconde résolution différente de la première résolution, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour : -obtenir des informations représentatives de la présence de contours dans la version de l'image avec la première résolution ; - déterminer un premier seuil (T1) en dessous duquel un pixel de la 25 version de l'image avec la première résolution est considéré comme n'appartenant pas à un contour ; - appliquer ledit premier seuil (T1) à la version de l'image avec la première résolution et déterminer une information représentative d'un pourcentage (P) de pixels de la version de l'image avec la première résolution 30 qui sont considérés comme appartenant à des contours ; -déterminer dans la version de l'image avec la seconde résolution, en fonction dudit pourcentage (P), un second seuil (T2) en dessous duquel un FR 07 54169 27.08.2007pixel de la version de l'image avec la seconde résolution est considéré comme n'appartenant pas à un contour ; -appliquer ledit second seuil (T2) à la version de l'image avec la seconde résolution, de façon à obtenir une image de localisation des contours avec la seconde résolution.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour : - rééchantillonner à la première résolution l'image de localisation des contours avec la seconde résolution, de façon à obtenir une image de localisation des contours avec la première résolution.

12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la première résolution est inférieure à la seconde résolution.

13. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la première résolution est supérieure à la seconde résolution.

14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que ledit second seuil (T2) est déterminé de façon qu'une fraction prédéterminée dudit pourcentage (P) de pixels de la version de l'image avec la première résolution soient considérés comme appartenant à des contours.

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que ledit second seuil (T2) est déterminé en acceptant une tolérance prédéterminée sur la valeur dudit pourcentage (P) obtenue en pratique, par rapport à une valeur théorique visée pour ce pourcentage (P).

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que lesdits moyens pour obtenir des informations représentatives de la présence de contours dans la version de l'image avec la première résolution sont adaptés à appliquer un détecteur de Sobel.

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, caractérisé en ce que l'image est une image fixe.

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, caractérisé en ce que l'image appartient à une séquence vidéo. FR 07 54169 27.08.2007

19. Procédé de codage d'un signal numérique multidimensionnel d'image à une première résolution par décomposition en sous-bandes de fréquence, ladite décomposition en sous-bandes de fréquence mettant en oeuvre un filtrage selon une pluralité d'orientations géométriques, ledit procédé de codage étant caractérisé en ce qu'il comporte des étapes consistant à : -obtenir (406) une image à une seconde résolution différente de la première résolution ; - effectuer des étapes d'un procédé de détermination de contours selon l'une quelconque des revendications 4 à 9.

20. Dispositif de codage d'un signal numérique multidimensionnel d'image à une première résolution par décomposition en sous-bandes de fréquence, ladite décomposition en sous-bandes de fréquence mettant en oeuvre un filtrage selon une pluralité d'orientations géométriques, ledit dispositif de codage étant caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens pour obtenir une image à une seconde résolution différente de la première résolution ; - des moyens d'un dispositif de détermination de contours selon l'une quelconque des revendications 13 à 18.

21. Procédé de décodage d'un signal numérique multidimensionnel d'image codé suivant un procédé de codage selon la revendication 19, ledit procédé de décodage étant caractérisé en ce qu'il comporte des étapes consistant à : - obtenir (504) une image décodée à une seconde résolution différente de la première résolution ; - décoder (506) une information représentative d'un seuil (T2) ; - appliquer (5082) ledit seuil (T2) à la version de l'image avec la seconde résolution, de façon à obtenir une image de localisation des contours avec la seconde résolution.

22. Dispositif de décodage d'un signal numérique multidimensionnel d'image codé au moyen d'un dispositif de codage selon la revendication 20, ledit dispositif de décodage étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour: FR 07 54169 27.08.2007 - obtenir une image décodée à une seconde résolution différente de la première résolution ; - décoder une information représentative d'un seuil (T2) ; - appliquer ledit seuil (T2) à la version de l'image avec la seconde résolution, de façon à obtenir une image de localisation des contours avec la seconde résolution.

23. Système de télécommunications comprenant une pluralité de dispositifs terminaux reliés à travers un réseau de télécommunications, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif terminal équipé d'un dispositif de détermination de contours selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ou d'un dispositif de codage selon la revendication 20 et/ou d'un dispositif de décodage selon la revendication 22.

24. Moyen de stockage d'informations lisible par un ordinateur ou un microprocesseur conservant des instructions d'un programme informatique, caractérisé en ce qu'il permet la mise en oeuvre d'un procédé de détermination de contours selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ou d'un procédé de codage selon la revendication 19 et/ou d'un procédé de décodage selon la revendication 21.

25. Produit programme d'ordinateur pouvant être chargé dans un appareil programmable, caractérisé en ce qu'il comporte des séquences d'instructions pour mettre en oeuvre un procédé de détermination de contours selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ou un procédé de codage selon la revendication 19 et/ou un procédé de décodage selon la revendication 21, lorsque ce programme est chargé et exécuté par l'appareil programmable. FR 07 54169 27.08.2007