FR3056061A1 - Systeme de surveillance optique d'un conducteur a attenuation de bruit commandee et procede adapte pour la mise en œuvre du systeme - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système de surveillance optique d'un conducteur (1) d'un véhicule comportant un dispositif d'acquisition d'images (4) destinées à être analysées dans une unité de traitement d'images (8), ledit dispositif d'acquisition d'images (4) générant un bruit variable dans les images acquises (14). Selon l'invention, le système comporte un module de détermination (7) de valeur d'un indicateur de qualité des images acquises, ladite valeur étant en relation avec le bruit dans les images acquises, et un module de réduction de bruit (9) calculant une moyenne sur un nombre déterminé d'images acquises (14) successives et produisant une image moyenne (13) et le système est conçu afin que si la valeur de l'indicateur de qualité d'au moins une image parmi les images acquises (14) successives par rapport à un seuil de qualité déterminé correspond à un état de mauvaise qualité d'image alors l'image moyenne (13) est analysée et afin que si la valeur de l'indicateur de qualité d'au moins une image parmi les images acquises (14) successives par rapport au dit seuil de qualité déterminé correspond à un état de bonne qualité d'images alors l'image acquise (14) est analysée.
Description
Titulaire(s) : VALEO COMFORT AND DRIVING ASSISTANCE Société par actions simplifiée.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : VALEO COMFORT AND DRIVING ASSISTANCE.
(54) SYSTEME DE SURVEILLANCE OPTIQUE D'UN CONDUCTEUR A ATTENUATION DE BRUIT COMMANDEE ET PROCEDE ADAPTE POUR LA MISE EN OEUVRE DU SYSTEME.
FR 3 056 061 - A1 _ L'invention concerne un système de surveillance optique d'un conducteur (1) d'un véhicule comportant un dispositif d'acquisition d'images (4) destinées à être analysées dans une unité de traitement d'images (8), ledit dispositif d'acquisition d'images (4) générant un bruit variable dans les images acquises (14). Selon l'invention, le système comporte un module de détermination (7) de valeur d'un indicateur de qualité des images acquises, ladite valeur étant en relation avec le bruit dans les images acquises, et un module de réduction de bruit (9) calculant une moyenne sur un nombre déterminé d'images acquises (14) successives et produisant une image moyenne (13) et le système est conçu afin que si la valeur de l'indicateur de qualité d'au moins une image parmi les images acquises (14) successives par rapport à un seuil de qualité déterminé correspond à un état de mauvaise qualité d'image alors l'image moyenne (13) est analysée et afin que si la valeur de l'indicateur de qualité d'au moins une image parmi les images acquises (14) successives par rapport au dit seuil de qualité déterminé correspond à un état de bonne qualité d'images alors l'image acquise (14) est analysée.
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention concerne de manière générale le domaine des aides à la conduite de véhicules. Elle concerne plus particulièrement un système de surveillance optique d’un conducteur à atténuation de bruit commandée en fonction du bruit des images acquises dans le système. Elle concerne également un procédé adapté pour la mise en œuvre du système.
Arriere-plan technologique
Les véhicules modernes comportent de plus en plus souvent des moyens de surveillance optique du conducteur afin d’apporter une aide à la conduite et, par exemple, détecter des états de fatigue du conducteur. Pour cette surveillance optique, un dispositif d’acquisition d’images permet d’obtenir des images frontales du conducteur et notamment de son visage. Les images obtenues, qui sont formées de pixels, sont analysées dans une unité de traitement d’images pour produire des informations concernant des conditions concernant le conducteur et, par exemple, sa présence ou non, la position de sa tête notamment par rapport au sens de circulation ou à un élément de l’habitacle, la direction de son regard... ou des résultats plus avancés comme le niveau de vigilance ou d’attention du conducteur.
Le dispositif d’acquisition d’images qui est une caméra vidéo ou numérique peut être de divers types. Le plus souvent, il est mis en œuvre des caméras de type à transfert de charge (CCD) ou CMOS; on rencontre parfois des caméras d’autres types, notamment pour obtenir des images infrarouges, lesquelles utilisent d’autres technologies.
Tous ces dispositifs d’acquisition génèrent, dans les signaux qu’ils produisent, des niveaux de bruit qui leur sont spécifiques et qui peuvent varier en fonction de divers facteurs. L’augmentation du bruit provoque une dégradation de la qualité des images acquises. Parmi ces facteurs, la température est à considérer car le bruit thermique augmente lorsque la température du dispositif d’acquisition d’images augmente. Cette augmentation du bruit conduit généralement à une dégradation du rapport signal sur bruit qui peut conduire à rendre les images obtenues inexploitables par l’unité de traitement d’images. Ceci est particulièrement critique dans des conditions de faible éclairage du conducteur ou de température élevée que l’on peut rencontrer dans l’habitacle des véhicules. En effet, les habitacles de véhicules sont généralement des lieux où la température est relativement élevée, sans compter que le dispositif d’acquisition/caméra doit être disposé à l’avant du conducteur (sauf moyen de renvoi de type miroir), proche du pare-brise, et que ce dernier peut recevoir de l’air chaud pour dégivrage ou désembuage, cet air chaud chauffant également le dispositif d’acquisition d’images. D’autres facteurs de dégradation de la qualité des images sont connus comme par exemple le facteur lié à la faible luminance des images acquises du fait d’un éclairage insuffisant de la scène et qui provoque une dégradation du rapport signal sur bruit.
Objet de l’invention
On propose donc de mettre en œuvre des moyens d’amélioration de la qualité des images lorsque la qualité des images est insuffisante, cette qualité étant fonction d’un facteur de bruit dans les images acquises, par exemple lorsque le rapport signal sur bruit des images baisse ou, indirectement, par mesure de la température du dispositif d’acquisition d’images puisque l’augmentation de la température entraîne une augmentation du niveau de bruit et donc une dégradation du rapport signal sur bruit. En pratique, la caractérisation de la qualité des images acquises peut se faire directement sur le niveau de bruit des images, leur rapport signal sur bruit ou indirectement sur la température du dispositif d’acquisition, voire la luminance des images. Ces moyens d’amélioration de la qualité des images peuvent être un calcul de moyennes simples, pixel par pixel, sur une série d’image successives ou des calculs de moyennes plus complexes, prenant en plus en compte des pixels voisins et possiblement avec des pondérations variables.
Ainsi, afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose un système de surveillance optique d’un conducteur d’un véhicule, ledit système comportant un dispositif d’acquisition d’images produisant des images du conducteur, notamment de sa tête et de son visage, lesdites images acquises étant destinées à être analysées dans une unité de traitement d’images, ledit dispositif d’acquisition d’images générant un bruit variable dans les images acquises, notamment en fonction de la température du dispositif d’acquisition d’images, un bruit élevé dans les images acquises correspondant à un état de mauvaise qualité d’images et un bruit faible dans les images acquises correspondant à un état de bonne qualité d’images.
Selon l’invention, le système de surveillance comporte un module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises, ladite valeur de l’indicateur de qualité étant en relation avec le bruit dans les images acquises, et un module de réduction de bruit conçu pour calculer une moyenne sur un nombre déterminé d’images acquises successives pour produire une image moyenne et le système de surveillance est conçu afin que si la valeur de l’indicateur de qualité d’au moins une image parmi les images acquises successives par rapport à un seuil de qualité déterminé correspond à un état de mauvaise qualité d’image alors l’image moyenne est analysée et afin que si la valeur de l’indicateur de qualité d’au moins une image parmi les images acquises successives par rapport au dit seuil de qualité déterminé correspond à un état de bonne qualité d’images alors l’image acquise est analysée.
Dans le cadre de l’invention, les facteurs de bruit influant la qualité des images et pouvant être pris en compte sont le niveau de bruit de l’image acquise, le rapport signal sur bruit de l’image acquise, la température du dispositif d’acquisition d’images et la luminance de l’image. Pour chacun de ces facteurs de bruit il existe un indicateur de qualité des images acquises dont on peut déterminer une valeur qui est la valeur de l’indicateur de qualité des images acquises.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du système conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- l’indicateur de qualité est en relation avec le bruit des images acquises,
- le dispositif d’acquisition d’images est analogique, les images acquises étant numérisées afin de produire des images formées de pixels pour traitement dans le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité et dans le module de réduction de bruit afin de produire des images formées de pixels,
- le dispositif d’acquisition d’images est numérique et produit des images formées de pixels,
- le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité détermine la valeur de l’indicateur de qualité sur chaque image acquise,
- le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité détermine la valeur de l’indicateur de qualité sur une quantité déterminée d’images acquises successives,
- le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité détermine la valeur de l’indicateur de qualité sur une quantité déterminée d’images acquises successives, ladite valeur de l’indicateur de qualité correspondant à un de : l’espérance mathématique, la médiane, le maximum, le minimum des indicateurs des images individuelles acquises de la quantité déterminée des images acquises successives,
- de manière équivalente, le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité détermine des valeurs de l’indicateur de qualité sur chaque image d’une quantité déterminée d’images acquises successives, et le critère pour moyenner ou non les images acquises est basé sur le fait que l’ensemble ou un nombre significatif déterminé de la quantité déterminée d’images a des valeurs de l’indicateur de qualité par rapport au dit seuil de qualité déterminé correspondant à un des états de mauvaise ou bonne qualité respectivement des images,
- les acquisitions d’images par le dispositif d’acquisition d’images s’effectuent à une fréquence déterminée, ou ce qui est équivalent, selon une périodicité déterminée,
- la moyenne est une moyenne mobile, les images moyennes étant obtenues à la fréquence d’acquisition des images,
- la moyenne est une moyenne exclusive, les images moyennes étant obtenues à une fréquence inférieure à la fréquence d’acquisition des images, chaque image moyenne provenant d’une succession d’images acquises distinctes de celles donnant les autres images moyennes,
- les acquisitions d’images par le dispositif d’acquisition d’images s’effectuent à une fréquence déterminée et la moyenne est soit une moyenne mobile, les images moyennes étant obtenues à la fréquence d’acquisition des images, soit une moyenne exclusive, les images moyennes étant obtenues à une fréquence inférieure à la fréquence d’acquisition des images, chaque image moyenne provenant d’une succession d’images acquises distinctes de celles donnant les autres images moyennes,
- dans le cas de la moyenne exclusive, les images moyennes sont transmises à l’unité de traitement d’images à la fréquence de production des images moyennes,
- dans le cas de la moyenne exclusive, les images moyennes sont transmises à l’unité de traitement d’images à la fréquence d’acquisition des images, l’image moyenne calculée courante étant répétée dans les transmissions jusqu’au calcul de l’image moyenne suivante, et ainsi de suite,
- l’indicateur de qualité des images acquises est le bruit et le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises est conçu pour calculer un niveau de bruit dans les images acquises et le seuil déterminé est un seuil de bruit déterminé et une valeur de niveau de bruit supérieure au seuil correspond à un état de mauvaise qualité d’images avec analyse d’images moyennes et une valeur de niveau de bruit inférieure au seuil correspond à un état de bonne qualité d’images avec analyse d’images acquises,
- l’indicateur de qualité des images acquises est le bruit et le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises est conçu pour calculer un rapport signal sur bruit dans les images acquises et le seuil déterminé est un seuil de rapport signal sur bruit déterminé et une valeur de rapport inférieure au seuil correspond à un état de mauvaise qualité d’images avec analyse d’images moyennes et une valeur de rapport supérieure au seuil correspond à un état de bonne qualité d’images avec analyse d’images acquises,
- le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises calcule la valeur du niveau de bruit ou du rapport signal sur bruit dans les images acquises en utilisant au moins un pixel masqué au sein des pixels du dispositif d’acquisition, ledit au moins un pixel masqué ne recevant pas de lumière,
- le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises calcule la valeur du niveau de bruit ou du rapport signal sur bruit dans les images acquises en utilisant un calcul de l’écart-type ou de la variance (et/ou un calcul de la moyenne) des niveaux de luminance dans toute l’image ou dans un sous ensemble de pixels des images appartenant à une même région du visage du conducteur,
- l’indicateur de qualité des images acquises est la température et le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises est conçu pour mesurer la température du dispositif d’acquisition d’images, et le seuil déterminé est un seuil de température déterminé, et une valeur de température supérieure au seuil correspond à un état de mauvaise qualité d’images avec analyse d’images moyennes et une valeur de température inférieure au seuil correspond à un état de bonne qualité d’images avec analyse d’images acquises,
- le dispositif d’acquisition d’images comporte une sonde de mesure de température,
- en outre, le dispositif d’acquisition d’images génère un bruit variable, dans ce cas un bruit relatif, notamment en fonction de la luminance des images acquises, et l’indicateur de qualité des images acquises est la luminance et le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises est conçu pour calculer une valeur de luminance, et le seuil déterminé est un seuil de luminance déterminé, et une valeur de luminance inférieure au seuil correspond à un état de mauvaise qualité d’images avec analyse d’images moyennes et une valeur de luminance supérieure au seuil correspond à un état de bonne qualité d’images avec analyse d’images acquises,
- la luminance est mesurée directement sur les images acquises,
- la luminance des images acquises est mesurée indirectement par un capteur de luminance distinct du dispositif d’acquisition d’images, ledit capteur de luminance étant installé en regard du conducteur du véhicule,
- le conducteur est éclairé par une source d’éclairage de longueur(s) d’onde(s) déterminée(s), de préférence dans l’infra-rouge, et le capteur de luminance a une réponse en longueur(s) d’onde(s) limitée à celle(s) de la source d’éclairage du conducteur,
- l’indicateur de qualité des images acquises est une combinaison d’au moins deux indicateurs parmi le niveau de bruit, le rapport signal sur bruit, la température, la luminance, le système étant configuré pour appliquer une loi algébrique et/ou logique de combinaison des valeurs des indicateurs de qualité et de leurs seuils pour détermination des états et sélection des images moyennes ou acquises pour l’analyse,
- le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises est conçu pour calculer plusieurs valeurs parmi le niveau de bruit, le rapport signal sur bruit, la température, la luminance, et le système est configuré pour utiliser une ou plusieurs des valeurs calculées, pour le choix des images acquises ou moyennées, en fonction d’un paramétrage dudit système, ledit paramétrage étant soit prédéterminé et fixe, soit variable en fonction d’un contexte en temps réel ou quasi-réel,
- le nombre déterminé d’images acquises successives et moyennées pour produire l’image moyenne destinée à être analysée est variable en fonction de la ou des valeurs du ou des indicateurs de qualité, et
- dans le cas d’un calcul de la valeur du niveau de bruit, plus le niveau de bruit est élevé, plus le nombre déterminé d’images acquises moyennées pour produire l’image moyenne destinée à être analysée est élevé,
- dans le cas d’un calcul de la valeur du rapport signal sur bruit, plus le rapport signal sur bruit est faible plus le nombre déterminé d’images acquises moyennées pour produire l’image moyennée destinée à être analysée est élevé,
- dans le cas d’une mesure de la valeur de température, plus la température du dispositif d’acquisition d’images est élevée, plus le nombre déterminé d’images acquises moyennées pour produire l’image moyenne destinée à être analysée est élevé,
- dans le cas d’un calcul de la valeur de luminance, plus la luminance est faible, plus le nombre déterminé d’images acquises moyennées pour produire l’image moyenne destinée à être analysée est élevé,
- la moyenne du nombre déterminé d’images acquises successives est une moyenne simple, un pixel d’emplacement donné d’image étant moyenné avec ceux du même emplacement des autres images du nombre déterminé d’images acquises successives,
- la moyenne du nombre déterminé d’images acquises successives est une moyenne étendue, un pixel d’emplacement donné d’image étant moyenné avec ceux du même emplacement des autres images du nombre déterminé d’images acquises successives et avec prise en compte des valeurs des pixels des emplacements voisins,
- la prise en compte des valeurs des pixels des emplacements voisins est pondérée,
- la prise en compte des valeurs des pixels des emplacements voisins est basée sur des calculs de morphologie mathématique,
- le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité et le module de réduction de bruit sont un seul et même module,
- le module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité et le module de réduction de bruit sont un seul et même module au sein du dispositif d’acquisition d’images.
L’invention concerne également un procédé de mise en œuvre d’un système de surveillance optique d’un conducteur d’un véhicule, ledit système comportant un dispositif d’acquisition d’images produisant des images du conducteur, notamment de sa tête et de son visage, lesdites images acquises étant destinées à être analysées dans une unité de traitement d’images, ledit dispositif d’acquisition d’images générant un bruit variable dans les images acquises, notamment en fonction de la température du dispositif d’acquisition d’images, un bruit élevé dans les images acquises correspondant à un état de mauvaise qualité d’images et un bruit faible dans les images acquises correspondant à un état de bonne qualité d’images.
Dans ledit procédé, on met en œuvre le système de l’invention et on détermine une valeur d’un indicateur de qualité des images acquises dans un module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises, ladite valeur de l’indicateur de qualité étant en relation avec le bruit dans les images acquises, et on configure le système de surveillance afin que si la valeur de l’indicateur de qualité d’au moins une image parmi les images acquises successives par rapport à un seuil de qualité déterminé correspond à un état de mauvaise qualité d’image alors on analyse une image moyenne dans l’unité de traitement d’images, ladite image moyenne ayant été calculée sur un nombre déterminé d’images acquises successives dans un module de réduction de bruit et afin que si la valeur de l’indicateur de qualité d’au moins une image parmi les images acquises successives par rapport au dit seuil de qualité déterminé correspond à un état de bonne qualité d’images alors on analyse une image acquise dans l’unité de traitement d’images.
Description detaillee d’un exemple de réalisation La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
- la figure 1 représente schématiquement un exemple de dispositif de surveillance d’un conducteur de véhicule conforme à l’invention;
- la figure 2 représente un schéma illustrant la potentielle mise en œuvre d’un moyennage d’images acquises successivement par un dispositif d’acquisition d’images.
Comme on pourra bien le comprendre, l’invention proposée est particulièrement utile dans le cadre de la mise en œuvre d’un dispositif de surveillance d’un conducteur de véhicule comprenant un dispositif d’acquisition d’images et, de préférence, un dispositif d’éclairage du conducteur. Un tel dispositif de surveillance permet par exemple de délivrer une information indicative d’un niveau d’inaptitude à la conduite. Un tel niveau d’inaptitude peut être par exemple un niveau de somnolence et/ou un niveau de distraction, déterminé sur la base de caractéristiques extraites de l’image acquise ou d’une séquence d’images ainsi acquises.
La figure 1 représente schématiquement les éléments principaux d’un système de surveillance optique d’un conducteur 1 d’un véhicule, notamment voiture, camion, bus, autocar..., et dans lequel peut être mise en œuvre l’invention. Ce système comprend un dispositif de surveillance 2 du conducteur 1 du véhicule, dans cet exemple un véhicule automobile. Ce dispositif de surveillance 2 est embarqué dans le véhicule, par exemple dans un habitacle du véhicule, éventuellement dans une région voisine d’un pare-brise 3 du véhicule.
Le dispositif de surveillance 2 comprend un dispositif d’acquisition d’images 4 produisant des images du conducteur, notamment de sa tête et de son visage. Ce dispositif d’acquisition d’images 4 peut, par exemple, être une caméra, ici une caméra infrarouge. Un dispositif d’éclairage 5, par exemple un émetteur de rayonnement infrarouge à DELs permet d’éclairer le visage du conducteur 1. Une unité de traitement d’images 8 traite les images acquises par le dispositif d’acquisition d’images 4. Le dispositif d’acquisition d’images 4, le dispositif d’éclairage 5 et l’unité de traitement d’images 8 peuvent être réunis au sein d’un même boîtier dédié ; en variante, l’unité de traitement d’images peut être situé à distance des deux autres dispositifs et peut alors échanger des données avec ces deux autres dispositifs par exemple via un réseau embarqué, les deux autres dispositifs, d’acquisition et d’éclairage, peuvent être regroupés ou séparés.
Le dispositif d’acquisition d’images 4 est conçu pour acquérir des images successives de l’environnement lui faisant face. Ces acquisitions peuvent être régulières, à une fréquence ou périodicité déterminée, ou non, à des moments déterminés. Chaque image est de préférence formée d’une matrice de pixels et à chaque pixel est associée une valeur de luminance qui correspond à l’intensité du rayonnement, ici infrarouge, reçu sur le capteur du dispositif d’acquisition d’images 4, et provenant d’une direction particulière de l’environnement faisant face au dispositif d’acquisition d’images 4.
Le dispositif d’acquisition d’images 4 est sensible à une plage de fréquences/longueur d’ondes du rayonnement, ici dans l’infrarouge, qui recouvre au moins en partie l’étendue fréquentielle/en longueur d’onde du rayonnement émis par le dispositif d’éclairage 5.
Le dispositif d’acquisition d’images 4 est disposé dans le véhicule de manière à être orienté en direction de la tête du conducteur 1 du véhicule afin que les images acquises par le dispositif d’acquisition d’images 4 incluent notamment le visage du conducteur 1.
On pourrait d’ailleurs, en variante, utiliser un autre dispositif d’acquisition d’images, par exemple une autre caméra infrarouge, afin de pouvoir construire une image stéréoscopique de la tête du conducteur 1.
Le dispositif d’acquisition d’images est ici une caméra produisant typiquement 25 ou 30 images par seconde, mais la caméra peut être prévue pour produire plus ou moins d’images par seconde selon les capacités disponibles de traitement des images.
L’unité de traitement d’images 8 reçoit les images acquises par le dispositif d’acquisition d’images 4, c’est-à-dire, en pratique, les valeurs de luminance respectivement associées aux pixels des images acquises.
L’unité de traitement d’images 8 procède alors à l’analyse de chaque image acquise ou d’une séquence d’images successives ainsi acquises, afin d’identifier le visage du conducteur et/ou certaines zones du visage du conducteur et, par exemple, de déterminer un niveau de distraction du conducteur et/ou un niveau de somnolence du conducteur.
L’unité de traitement d’images 8 détermine par exemple le niveau de somnolence du conducteur en identifiant les zones de l’image correspondant aux yeux du conducteur et en mesurant la durée et/ou la fréquence de clignement des yeux du conducteur. L’unité de traitement d’images 8 détermine par exemple le niveau de distraction du conducteur en déterminant la posture de la tête du conducteur et l’évolution de cette posture au cours du temps. L’unité de traitement d’images 8 peut également déterminer la direction du regard du conducteur et/ou révolution de cette direction du regard au cours du temps. L’unité de traitement d’images 8 peut également évaluer le diamètre de la pupille d’au moins un œil du conducteur et les variations de ce diamètre pour fournir d’autres indications.
L’unité de traitement d’images 8 peut également réaliser d’autres fonctions comme par exemple une régulation de l’intensité d’éclairage du conducteur par le dispositif d’éclairage ou de paramétrage/réglage du dispositif d’acquisition d’images, notamment en termes de fréquence d’acquisition ou de moment d’acquisition, de sensibilité, voire de réglage de focale, mise au point...
Typiquement, l’unité de traitement d’images 8 est un calculateur réalisé sur la base d’un processeur, par exemple d’un microprocesseur, comportant un programme à base de modules logiciels réalisant des fonctions particulières. Chaque module comporte des instructions de programme d’ordinateur mémorisées par exemple au sein de l’unité de traitement d’images 8 et conçues pour effectuer la fonction du module concerné lorsque ces instructions sont exécutées par le processeur.
Pour pouvoir notamment déterminer l’inaptitude à la conduite ou permettre la réalisation d’autres fonctions basées sur l’analyse des images acquises, il est nécessaire que les images acquises soient exploitables et donc de bonne qualité et, qu’en pratique, leur niveau de bruit ne soit pas trop important et, en particulier, que le rapport signal sur bruit soit suffisant. Dans le cas contraire d’images de mauvaise qualité, donc avec un bruit important, l’analyse ne pourra pas se faire ou produira des résultats erronés ou erratiques. C’est donc pour cela qu’en cas de bruit trop important, on utilisera pour l’analyse des images, des images moyennes qui ont donc un bruit réduit.
On met donc en œuvre un module de détermination de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises qui informe sur le bruit des images et on utilise pour l’analyse soit les images acquises, soit des images moyennes en fonction de la valeur de cet indicateur par rapport à un seuil déterminé.
Pour cela, on peut considérer au moins l’un des facteurs suivants qui donne une indication sur la qualité des images acquises : le niveau de bruit de l’image acquise, le rapport signal sur bruit de l’image acquise, la température du dispositif d’acquisition d’images et la luminance de l’image acquise. On comprend que le type de seuil à prendre en compte pour déclencher ou non le moyennage des images acquises afin de produire l’image moyenne qui sera analysée dans le unité de traitement d’images dépendra du facteur considéré, soit un seuil de niveau de bruit, soit un seuil de rapport signal sur bruit, soit un seuil de température, soit un seuil de luminance.
A noter que le facteur rapport signal sur bruit des images est le plus pertinent au regard de la qualité des images en vue de leur analyse. En effet, un niveau de bruit élevé en présence d’un niveau de signal utile/hors bruit également élevé peut permettre une analyse fiable bien que le niveau de bruit en lui-même soit élevé. Toutefois, le niveau de bruit en lui-même est un facteur pouvant être pris en compte. Il en est de même pour la température qui agit sur le niveau de bruit et qui est donc un facteur moins pertinent que le rapport signal sur bruit. Pour cette raison, on pourra, dans une variante, prendre en compte comme facteur non pas directement la température mais une formule de calcul combinant la température et la luminance des images pour se rapprocher de la pertinence du rapport signal sur bruit.
Le choix de l’utilisation des images acquises ou des images moyennes pour l’analyse dépendra donc de la ou des valeurs des facteurs pris en compte par rapport à un ou des seuils correspondants. Ainsi, il y aura déclenchement/choix du moyennage si le niveau de bruit ou la température passe au-dessus du seuil correspondant et si le rapport signal sur bruit ou la luminance passe en dessous du seuil correspondant. Le passage inverse du seuil, c’est-à-dire dans l’autre sens, fera cesser l’utilisation du moyennage, les images acquises étant directement analysées par l’unité de traitement d’images.
Dans des variantes, il est possible de prendre en compte plusieurs de ces facteurs à la fois, par exemple par des tests logiques combinés ou par des combinaisons linéaires des valeurs et/ou seuils. En outre, on peut modifier un seuil d’une des caractéristiques en fonction d’une ou des autres caractéristiques. Par exemple le seuil de rapport signal sur bruit peut être fonction de la température. Par exemple, le seuil de température peut diminuer avec la réduction de la luminance. Par exemple, le seuil de luminance peut diminuer avec l’augmentation de la température. Ainsi, on peut aussi rendre le basculement du système vers le moyennage dépendant de plusieurs caractéristiques en modifiant le ou les seuils en fonction des facteurs considérées de niveau de bruit, de rapport signal sur bruit, de température et de luminance. Dans le cas d’une prise en compte de plusieurs facteurs on utilisera typiquement une combinaison linéaire des valeurs et/ou seuil, éventuellement un seuil d’un facteur donné pouvant en outre être fonction de valeurs d’autres facteurs et/ou on utilisera un arbre décisionnel prenant en compte les facteurs multiples.
Le basculement entre l’utilisation d’images moyennes et d’images acquises peut se produire lorsque pour une image acquise la valeur de l’indicateur de qualité passe le seuil ou lorsque que plusieurs images acquises successives passent ledit seuil. En variante, on peut prévoir dans le cas où plusieurs images acquises successives sont prises en compte, que ce soit un nombre suffisant déterminé des images acquises qui passent le seuil pour provoquer le basculement. Dans ce cas où plusieurs images acquises successives sont prises en compte, autant de valeurs d’indicateurs de qualité que d’images peuvent être déterminées ou, alors une seule valeur est déterminée par combinaison, dont la moyenne, des valeurs d’indicateurs desdites images.
Ainsi, de préférence, le moyennage des images acquises ne commence que si une quantité déterminée d’images successives ont traversé le seuil afin d’éviter que des transitoires ne provoquent un déclenchement/basculement intempestif du moyennage ou sa fin. La quantité déterminée d’images peut être remplacée par une durée de prise de vues déterminée. De préférence, une fois le moyennage déclenché ou l’analyse des images moyennes déclenchée, celuici/celle-ci se déroule sur un nombre d’images déterminé ou pendant une durée déterminée, par exemple 500 ms pour un dispositif d’acquisition d’images produisant environ 30 images/s. De même pour le retour à l’utilisation directe des images acquises, c’est-à-dire l’arrêt du moyennage ou la reprise de l’analyse des images acquises, de préférence, on attend qu’une quantité déterminée d’images acquises successives, ou pendant un certain temps ce qui est équivalent, soient toutes de bonne qualité, c’est-à-dire qu’elles ont repassé le seuil dans l’autre sens pour la (les) valeur(s) de (des) l’indicateur de qualité considéré.
Pour la détermination du niveau de bruit ou du rapport signal sur bruit des images, on peut mettre en œuvre des méthodes mathématiques connues. Par exemple basées sur la variance ou le contenu spectral des images acquises.
Selon les modalités de réalisation du système, les images moyennes ne sont calculées que si elles sont envoyées à l’analyse ou, alors, elles sont calculées en permanence et ne sont envoyées à l’analyse à la place des images acquises que si nécessaire (du fait du passage du seuil vers la mauvaise qualité pour les images acquises).
Ainsi par exemple, selon le mode de réalisation envisageable représenté sur la figure 2, le moyennage ne se produit que lorsque l’on utilise les images moyennes 13 pour l’analyse. En effet, le dispositif d’acquisition d’images 4 produit des images acquises 14 successives envoyées sur une liaison 10 d’images acquises notamment de type liaison vidéo. Ces images acquises sont envoyées dans un module de détermination 7 de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises. En fonction de la valeur déterminée par rapport à un seuil, une commande 11 sera envoyée à un moyen de commutation permettant soit que les images acquises 7 sont envoyées directement par une liaison 10’ vers l’unité de traitement d’images 8, soit que les images acquises 7 sont envoyées à un module de réduction de bruit 9 qui effectuera un moyennage des images acquises et l’image moyenne 13 obtenue sera envoyée à l’unité de traitement d’images 8 par la liaison 12. L’unité de traitement d’images 8 reçoit donc soit les images acquises 14, soit les images moyennes 13, en fonction de la commande 11 produite par le module de détermination 7. Ces opérations sont de préférence effectuées essentiellement par exécution logicielle.
A titre d’exemple d’autre facteur pouvant être pris en compte, on a considéré la température du dispositif d’acquisition d’images mesurée par une sonde de mesure de température 6 reliée au module de détermination 7 de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises.
On comprend que l’invention peut être déclinée de nombreuses autres manières afin d’obtenir l’amélioration du rapport signal sur bruit des images. Par exemple, on peut prévoir en outre de mettre en œuvre un module Peltier contre le dispositif d’acquisition d’images afin de le refroidir, en particulier alimenté électriquement lorsque le module d’estimation et de réduction de bruit des images acquises détecte un rapport signal sur bruit des images acquises inférieur au seuil de rapport déterminé. Dans une variante, on peut aussi prévoir un éclairage du conducteur augmenté lorsque le module d’estimation et de réduction de bruit des images acquises détecte un rapport signal sur bruit des images acquises inférieur au seuil de rapport déterminé.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Système de surveillance optique d’un conducteur (1) d’un véhicule, ledit système comportant un dispositif d’acquisition d’images (4) produisant des images du conducteur, lesdites images acquises (14) étant destinées à être analysées dans une unité de traitement d’images (8), ledit dispositif d’acquisition d’images (4) générant un bruit variable dans les images acquises (14), un bruit élevé dans les images acquises correspondant à un état de mauvaise qualité d’images et un bruit faible dans les images acquises correspondant à un état de bonne qualité d’images, caractérisé en ce que le système de surveillance comporte un module de détermination (7) de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises, ladite valeur de l’indicateur de qualité étant en relation avec le bruit dans les images acquises, et un module de réduction de bruit (9) conçu pour calculer une moyenne sur un nombre déterminé d’images acquises (14) successives pour produire une image moyenne (13), et en ce que le système de surveillance est conçu afin que si la valeur de l’indicateur de qualité d’au moins une image parmi les images acquises (14) successives par rapport à un seuil de qualité déterminé correspond à un état de mauvaise qualité d’image alors l’image moyenne (13) est analysée et afin que si la valeur de l’indicateur de qualité d’au moins une image parmi les images acquises (14) successives par rapport audit seuil de qualité déterminé correspond à un état de bonne qualité d’images alors l’image acquise (14) est analysée.
- 2. Système de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’indicateur de qualité des images acquises (14) est le bruit et le module de détermination (7) de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises est conçu pour calculer un niveau de bruit dans les images acquises (14) et le seuil déterminé est un seuil de bruit déterminé et en ce qu’une valeur de niveau de bruit supérieure au seuil correspond à un état de mauvaise qualité d’images avec analyse d’images moyennes (13) et une valeur de niveau de bruit inférieure au seuil correspond à un état de bonne qualité d’images avec analyse d’images acquises (14).
- 3. Système de surveillance selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l’indicateur de qualité des images acquises (14) est le bruit et le module de détermination (7) de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises est conçu pour calculer un rapport signal sur bruit dans les images acquises (14) et le seuil déterminé est un seuil de rapport signal sur bruit déterminé et en ce qu’une valeur de rapport inférieure au seuil correspond à un état de mauvaise qualité d’images avec analyse d’images moyennes (13) et une valeur de rapport supérieure au seuil correspond à un état de bonne qualité d’images avec analyse d’images acquises (14).
- 4. Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’indicateur de qualité des images acquises est la température et le module de détermination (7) de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises est conçu pour mesurer la température (6) du dispositif d’acquisition d’images (4), et le seuil déterminé est un seuil de température déterminé, et en ce que une valeur de température supérieure au seuil correspond à un état de mauvaise qualité d’images avec analyse d’images moyennes (13) et une valeur de température inférieure au seuil correspond à un état de bonne qualité d’images avec analyse d’images acquises (14).
- 5. Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre déterminé d’images acquises (14) successives et moyennées pour produire l’image moyenne (13) destinée à être analysée est variable en fonction de la valeur de l’indicateur de qualité.
- 6. Système de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’indicateur de qualité des images acquises est une combinaison d’au moins deux indicateurs parmi le niveau de bruit, le rapport signal sur bruit, la température, le système étant configuré pour appliquer une loi algébrique et/ou logique de combinaison des valeurs des indicateurs de qualité et de leurs seuils pour détermination des états et sélection des images moyennes ou acquises pour l’analyse.
- 7. Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la moyenne du nombre déterminé d’images acquises successives est une moyenne simple, un pixel d’emplacement donné d’image étant moyenné avec ceux du même emplacement des autres images du nombre déterminé d’images acquises successives.
- 8. Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la moyenne du nombre déterminé d’images acquises successives est une moyenne étendue, un pixel d’emplacement donné d’image étant moyenné avec ceux du même emplacement des autres images du nombre déterminé d’images acquises successives et avec prise en compte des valeurs des pixels des emplacements voisins.
- 9. Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les acquisitions d’images par le dispositif d’acquisition d’images (4) s’effectuent à une fréquence déterminée et en ce que la moyenne est une moyenne mobile, les images moyennes (13) étant obtenues (9) à la fréquence d’acquisition des images.
- 10. Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les acquisitions d’images par le dispositif d’acquisition d’images (4) s’effectuent à une fréquence déterminée et en ce que la moyenne est une moyenne exclusive, les images moyennes (13) étant obtenues (9) à une fréquence inférieure à la fréquence d’acquisition des images, chaque image moyenne provenant d’une succession d’images acquises distinctes de celles donnant les autres images moyennes.
- 11. Procédé de mise en œuvre d’un système de surveillance optique d’un conducteur (1) d’un véhicule, ledit système comportant un dispositif d’acquisition d’images (4) produisant des images du conducteur, lesdites images acquises (14) étant destinées à être analysées dans une unité de traitement d’images (8), ledit dispositif d’acquisition d’images (4) générant un bruit variable dans les images acquises (14), un bruit élevé dans les images acquises correspondant à un état de mauvaise qualité d’images et un bruit faible dans les images acquises correspondant à un état de bonne qualité d’images, caractérisé en ce qu’on met en œuvre le système de l’une quelconque des revendications précédentes et qu’on détermine une valeur d’un indicateur de qualité des images acquises dans un module de détermination (7) de valeur d’un indicateur de qualité des images acquises, ladite valeur de l’indicateur de qualité étant en relation avec le bruit dans les images acquises, et en ce qu’on configure le système de surveillance afin que si la valeur de l’indicateur de qualité d’au moins une image parmi les images acquises successives par rapport à un seuil de qualité déterminé correspond à un état de mauvaise qualité d’image alors on analyse une image moyenne dans l’unité de traitement d’images (8), ladite image moyenne ayant été calculée sur un nombre déterminé d’images acquises (14) successives dans un module de réduction de bruit (9) et afin que si la valeur de l’indicateur de qualité d’au moins une image parmi les images acquises successives par rapport au dit seuil de qualité déterminé correspond à un état de bonne qualité d’images alors on analyse une image acquise dans l’unité de traitement d’images (8).1/1
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