FR3115745A1

FR3115745A1 - Procédé de gestion des données d'image et dispositif d'éclairage automobile

Info

Publication number: FR3115745A1
Application number: FR2011163A
Authority: FR
Inventors: Yasser Almehio
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2022-05-06
Anticipated expiration: 2040-10-30
Also published as: FR3115745B1

Abstract

L'invention fournit un procédé pour gérer les données d'image dans un dispositif d'éclairage automobile (10). Ce procédé comprend les étapes consistant à fournir un motif d'image comprenant une pluralité de pixels, à obtenir une rangée de guidage à partir du motif d'image, à envoyer la rangée de guidage au dispositif d'éclairage, à obtenir des données compressées à partir du motif d'image, à envoyer les données compressées au dispositif d'éclairage, à obtenir des données décompressées à partir des données compressées ; et à utiliser la rangée de guidage comme guide pour modifier les données décompressées. L'invention fournit également un dispositif d'éclairage automobile (10) pour effectuer les étapes d'un tel procédé.Figure pour l'abrégé : figure 4

Description

Procédé de gestion des données d'image et dispositif d'éclairage automobile

Cette invention est liée au domaine des dispositifs d'éclairage automobile, et plus particulièrement à la gestion des données électroniques dérivées du contrôle des sources d'éclairage.

Les dispositifs d'éclairage actuels comprennent un nombre croissant de sources de lumière qui doivent être contrôlées, afin de fournir des fonctionnalités d'éclairage adaptatives.

Ce nombre de sources lumineuses implique une grande quantité de données, qui doivent être gérées par l'unité de commande. Le protocole CAN est souvent utilisé, dans certaines de ses variantes (CAN-FD est l'une des plus utilisées) pour transférer des données entre le PCM et le module d'éclairage. Cependant, certains constructeurs automobiles décident de limiter la largeur de bande du protocole CAN, ce qui affecte les opérations de gestion, qui nécessitent généralement environ 5 Mbps.

Les méthodes de compression actuelles ne sont pas très efficaces pour les motifs lumineux, et ce fait compromet la réduction de la largeur de bande demandée par les constructeurs automobiles. Des taux de compression plus élevés impliquent toujours une perte de données qui peut ne pas être acceptable pour les réglementations automobiles.

Une solution à ce problème est recherchée.

L'invention apporte une solution à ces problèmes grâce à une méthode de gestion des données d'image et à un dispositif d'éclairage automobile.

Sauf définition contraire, tous les termes (y compris les termes techniques et scientifiques) utilisés dans le présent document doivent être interprétés conformément aux usages de la profession. Il est également entendu que les termes d'usage courant doivent être interprétés comme étant usuels dans l'art concerné et non dans un sens idéalisé ou trop formel, à moins qu'ils ne soient expressément définis comme tels dans le présent document.

Dans ce texte, le terme "comprend" et ses dérivés (tels que "comprenant", etc.) ne doivent pas être compris dans un sens excluant, c'est-à-dire que ces termes ne doivent pas être interprétés comme excluant la possibilité que ce qui est décrit et défini puisse inclure d'autres éléments, étapes, etc.

Dans un premier aspect inventif, l'invention fournit un procédé pour gérer les données d'image dans un dispositif d'éclairage automobile, le procédé comprenant les étapes suivantes

fournir un motif d'image comprenant une pluralité de pixels, dans lequel chaque pixel est caractérisé par un nombre lié à l'intensité lumineuse du pixel ;
obtenir une ligne de guidage à partir du motif d'image, dans laquelle cette ligne de guidage est une ligne ou une colonne du motif d'image ;
envoyer la rangée de guidage vers le dispositif d'éclairage ;
obtenir une donnée compressée à partir du motif d'image ;
envoyer les données compressées au dispositif d'éclairage ;
obtenir une donnée décompressée à partir des données compressées
utiliser la ligne de guidage comme guide pour modifier les données décompressées, ce qui permet d'obtenir une modification non linéaire des données.

Ce procédé est destiné à gérer les données d'image qui sont échangées entre une unité de commande et un module d'éclairage. Dans les méthodes de pointe, où toute l'image est compressée, puis envoyée et ensuite décompressée, un compromis doit être établi entre le taux de compression et la perte de données. Cependant, avec le procédé de la présente invention, ce compromis n'est pas si restrictif, puisqu'un taux de compression plus élevé peut être atteint, tandis que les données perdues peuvent être compensées, au moins en partie, par l'utilisation de la ligne de guidage pour moduler les données décompressées. Ainsi, le procédé de l'invention permet d'obtenir un procédé de compression basée sur une interpolation non linéaire, mais beaucoup plus simple que les méthodes traditionnelles, ce qui réduit le temps de calcul et permet d'obtenir un résultat bien meilleur que celui obtenu par les méthodes de compression basées sur la linéarité.

Le principal avantage de ce procédé est la réduction de la perte de données pour un taux de compression donné. L'étape supplémentaire consistant à utiliser la ligne de guidage pour modifier les données décompressées améliore la similarité entre le motif original et les données décompressées modifiées finales.

Dans certains modes de réalisations particuliers, les pixels clairs du motif de l'image sont des pixels en échelle de gris, et plus particulièrement, l'intensité lumineuse de chaque pixel est selon une échelle de 0 à 255.

Les modules d'éclairage définissent généralement le motif lumineux sur une échelle de gris, où l'intensité lumineuse est graduée de 0 à 255. C'est une façon de quantifier le motif lumineux afin qu'il puisse être converti en données lumineuses, puis transmis et géré par l'unité de contrôle du véhicule.

Dans certains modes de réalisations particuliers, les données compressées sont obtenues en remplaçant les valeurs de la ligne entière par un groupe de segments linéaires, dans lequel chaque segment linéaire est défini par une valeur de départ, une valeur de fin et le nombre de pixels compris entre la valeur de départ et la valeur de fin.

C'est un moyen d'obtenir les données compressées qui est particulièrement avantageux. Par exemple, une chaîne de n valeurs est remplacée par seulement 3 valeurs : la valeur de l'intensité lumineuse dans le premier pixel, la valeur dans le dernier pixel et le nombre de pixels entre le premier et le dernier pixel. S'il existe des régions où une approximation linéaire est valable pour une portion de 30 ou 40 pixels, l'enregistrement des données est évident.

Dans certains modes de réalisations particuliers, la valeur initiale du segment linéaire coïncide avec une première valeur du groupe de pixels et la valeur finale du segment linéaire coïncide avec une dernière valeur du groupe de pixels.

Ceci est fait pour assurer la continuité entre les segments linéaires adjacents.

Dans certains modes de réalisations particuliers, l'étape consistant à utiliser la ligne de guidage pour modifier les données décompressées consiste à additionner un produit de la ligne de guidage aux données décompressées, puis à mettre le résultat à l'échelle.

Un produit de la ligne de guidage normalisée doit être compris comme la multiplication de la ligne de guidage par un nombre naturel, tel que 1, 2, 3, 4... Cette façon particulière d'utiliser la ligne de guidage produit un grand impact sur la précision des données décompressées non linéaires, qui sont beaucoup plus proches des données originales que l'approximation linéarisée.

Dans certains modes de réalisations, les données compressées ne sont liées qu'à une partie particulière du motif de l'image.

Cette étape de recadrage est utile lorsqu'une grande partie de l'image est complètement sombre, de sorte que l'étape de compression ne se concentre que sur la partie qui comprend des valeurs représentatives.

Dans certains modes de réalisations particuliers, la ligne de guidage est obtenue par une ligne représentative prédéfinie, la prédéfinition dépendant du type de motif lumineux.

Le type de motif lumineux peut être le faisceau de croisement, le faisceau de route, un spot ou toute autre fonctionnalité d'éclairage choisie par l'utilisateur et/ou le constructeur automobile. Selon ces schémas, et en fonction de la répartition de la luminosité, une rangée particulière (par exemple, au milieu du schéma pour les feux de route) peut être avantageusement utilisée comme rangée guide.

Dans certains modes de réalisations particuliers, la ligne de guidage est obtenue comme la valeur moyenne de différentes lignes, sélectionnées en fonction du type de motif lumineux.

Dans d'autres situations, la ligne de guidage peut être obtenue sous forme de tableau moyen, ce qui est également avantageux pour tenir compte des différentes variations de luminosité dans le motif lumineux.

Dans un deuxième aspect inventif, l'invention fournit un dispositif d'éclairage comprenant

un module d'éclairage comprenant une pluralité de sources lumineuses
une unité de commande pour exécuter les étapes d'une méthode selon le premier aspect inventif.

Ce dispositif d'éclairage est capable de fonctionner avec une bande passante plus faible que les dispositifs traditionnels.

Dans certaines versions, le module léger comprend en outre une unité de traitement, l'unité de traitement étant configurée pour décompresser les données compressées.

Avec une étape de décompression dans le module lumineux approprié, la largeur de bande est réduite jusqu'au module lui-même.

Dans certains modes de réalisations particuliers, les sources de lumière sont des sources lumineuses à semi-conducteurs, comme les LED.

Le terme "état solide" fait référence à la lumière émise par l'électroluminescence à l'état solide, qui utilise des semi-conducteurs pour convertir l'électricité en lumière. Par rapport à l'éclairage à incandescence, l'éclairage à l'état solide crée de la lumière visible avec une production de chaleur réduite et une dissipation d'énergie moindre. La masse généralement faible d'un dispositif d'éclairage électronique à l'état solide offre une plus grande résistance aux chocs et aux vibrations que les tubes/ampoules en verre cassant et les longs fils à filaments fins. Ils éliminent également l'évaporation des filaments, ce qui peut augmenter la durée de vie du dispositif d'éclairage. Certains exemples de ces types d'éclairage comprennent les diodes électroluminescentes (LED) à semi-conducteurs, les diodes électroluminescentes organiques (OLED) ou les diodes électroluminescentes à polymère (PLED) comme sources d'éclairage plutôt que les filaments électriques, le plasma ou le gaz.

Pour compléter la description et pour permettre une meilleure compréhension de l'invention, un ensemble de dessins est fourni. Ces dessins font partie intégrante de la description et illustrent un mode de réalisation de l'invention, qui ne doit pas être interprété comme limitant la portée de l'invention, mais simplement comme un exemple de la manière dont l'invention peut être réalisée. Les dessins comprennent les figures suivantes :

montre une première image de la photométrie d'un module de faisceau de route qui doit être projeté par un dispositif d'éclairage automobile selon l'invention.

montre une valeur moyenne de différentes lignes du motif de la .

montre une représentation graphique de l'un des motifs de rangées dans un procédé selon l'invention.

montre une première partie des différentes courbes qui participent à une étape quelconque d'un procédé selon l'invention.

montre l'erreur des données décompressées lorsque le procédé de l'invention n'a pas été utilisé.

montre l'erreur des données décompressées après que le procédé de l'invention ait été utilisé.

montre un dispositif d'éclairage automobile selon l'invention.

Dans ces chiffres, les numéros de référence suivants ont été utilisés :

1 Motif d'image

11 Ligne de guidage

12 Approximation linéaire

13 Rangée corrigée non linéaire

2 Rangée de motifs lumineux originaux

3 Section linéaire

4 Module d’éclairage

5 LEDs

6 Unité de commande

7 Unité de traitement

10 Dispositif d'éclairage pour automobiles

100 Véhicule automobile

Les exemples de modes de réalisations sont décrits de manière suffisamment détaillée pour permettre à ceux qui ont des compétences ordinaires dans cet art de comprendre et de mettre en œuvre les systèmes et les processus décrits ici. Il est important de comprendre que ces exemples peuvent être fournis sous de nombreuses formes différentes et ne doivent pas être considérés comme se limitant aux exemples présentés ici.

En conséquence, bien que le mode de réalisation puisse être modifiée de diverses manières et prendre diverses formes alternatives, des modes de réalisations spécifiques de celle-ci sont montrées dans les dessins et décrites en détail ci-dessous à titre d'exemple. Il n'y a aucune intention de se limiter aux formes particulières divulguées. Au contraire, toutes les modifications, équivalents et alternatives entrant dans le champ d'application des revendications annexées doivent être inclus.

La montre une première image de la photométrie d'un module de faisceau de route qui doit être projeté par un dispositif d'éclairage automobile selon l'invention.

Cette première image peut être divisée en pixels et chaque pixel peut être caractérisé par son intensité lumineuse, sur une échelle allant de 0, qui correspondrait au noir, à 255, qui correspondrait au blanc.

Dans ce schéma lumineux, trois lignes différentes ont été sélectionnées ; une valeur moyenne 11 a été facilement calculée et illustrée dans la .

Cette courbe moyenne 11 est utilisée comme ligne de guidage, car il s'agit d'un réseau qui a une dimension, qui est la dimension des lignes du motif lumineux original. Cette ligne de guidage représente le profil "typique" du motif original.

Lorsque le motif lumineux est destiné à être envoyé de l'unité de commande du véhicule au module d'éclairage, pour être projeté, l'image entière serait trop lourde pour être transmise, c'est pourquoi on obtient d'abord une version compressée de cette image.

Il existe de nombreuses méthodes pour obtenir une image compressée, mais dans ce procédé, l'image sera compressée par lignes. Par exemple, si nous sélectionnons une ligne du motif lumineux original et que nous la représentons, nous obtiendrons le graphique de la , où l'intensité lumineuse est représentée par rapport à la position du pixel dans la ligne. L'axe horizontal représente la longueur du motif de la ligne et l'axe vertical représente l'intensité lumineuse, sur une échelle de 0 à 255. Dans ce mode de réalisation, le dispositif d'éclairage est un tableau de 130 colonnes, de sorte que chaque ligne aura 130 valeurs. En outre, il existe des segments linéaires 3 qui tentent de fournir une approximation des différents groupes de pixels. La compression dans ce cas consiste à diviser la ligne en portions, et à ne stocker qu'un segment linéaire 3 pour chaque portion, au lieu de toutes les valeurs. Ainsi, les données des pixels sont remplacées par les données des segments linéaires, ce qui implique une économie de données considérable.

Par exemple, dans une portion de 15 pixels, avec une intensité lumineuse de 5 - 5,5 - 6 - 7 - 7,5 - 8 - 9 - 9,5 - 10 - 11 - 12 - 12,5 - 13 - 14 - 15, ces données sont remplacées par les coordonnées d'un segment linéaire, qui serait 5, 15, 15. Avec ces données, le segment qui serait interprété par le module d'éclairage serait 5 - 5.71 - 6.43 - 7.14 - 7.86 - 8.57 - 9.29 - 10 - 10.71 - 11.43 - 12.14 - 12.86 - 13.57 - 14.29 - 15. L'erreur maximale serait de 0,71 sur 256 (0,3 %) et l'erreur moyenne serait de 0,33 sur 256. La sauvegarde des données correspond à l'envoi de 3 données au lieu de 15. La première valeur du segment linéaire coïncide avec la première valeur du groupe de pixels et la dernière valeur du segment linéaire coïncide avec la dernière valeur du groupe de pixels, afin d'assurer la continuité entre les segments linéaires adjacents.

Les données compressées sont envoyées au module d'éclairage pour être projetées. Si le module lumière décompresse directement les données (c'est-à-dire qu'il construit un motif d'intensité lumineuse à partir des données compressées linéaires), certaines erreurs seront appréciées, car l'approximation linéaire ne contient pas tous les détails et les différents gradients de l'original.

Toutefois, le procédé de l'invention comprend une étape supplémentaire de correction de ces données compressées.

Avec les données compressées, les valeurs de la ligne de guidage sont envoyées au module d'éclairage. Ces valeurs d'une seule rangée sont beaucoup plus claires que l'ensemble de la carte de la lumière, de sorte que le taux de compression est à peine affecté par cette transmission supplémentaire.

L'étape de modification consiste à appliquer une formule simple aux valeurs décompressées, comme indiqué ci-dessous.

La montre une première partie des différentes courbes qui participent à cette étape. Tout d'abord, le motif lumineux original 2 est montré, qui correspond aux données lumineuses avant d'être compressées. L'approximation linéaire 12 est également montrée, ce qui correspond aux données compressées. Dans cette partie, cette approximation linéaire est illustrée comme une ligne droite entre le point initial du segment et le point final du segment. En outre, la première partie de la ligne de guidage 11 est représentée, qui a été calculée dans la . Enfin, les données non linéaires modifiées 13 sont obtenues par un calcul impliquant l'approximation linéaire 12 et la ligne de guidage 11. Une première correction de base (Mod1) consiste à additionner la valeur de l'approximation linéaire et un produit de la ligne de guidage multiplié par un nombre naturel. Pour faire correspondre les valeurs actuelles du motif et obtenir ensuite les données non linéaires modifiées finales 13, ce résultat (Mod1) est mis à l'échelle en utilisant les valeurs minimales et maximales de l'approximation linéaire et les valeurs minimales et maximales de la correction de base :

Mod1(x) = (Linéaire(x) + 3-Guide(x))

Où Mod1 est cette première correction de base, Linéaire est l'approximation linéaire 12 et Guide est la ligne de guidage 11.

Dans cet exemple, le numéro 3 a été choisi comme nombre naturel, bien que des numéros différents puissent être utilisés dans d'autres cas. La coordonnée x représente la position du pixel. Par exemple, dans ce premier segment, les 22 premiers pixels ont été choisis, donc x est compris entre 1 et 22.

La fonction Linear(x) a une valeur minimale, Min_Lin, qui correspond à Linear(1) = 1 et une valeur maximale, Max_Lin, qui correspond à Linear(22) = 84. Cela implique une plage de la fonction linéaire, Range_Lin = Max_Lin - Min_Lin = 83. À son tour, la fonction Mod1(x) a une valeur minimale, Min_Mod1, qui correspond à Mod(1) = 2, et une valeur maximale, Max_Mod1, qui correspond à Mod (22) = 256. Cela implique une plage de la fonction linéaire, Range_Mod1 = Max_Mod1 - Min_Mod1 = 254.

Cependant, Mod1(x) est une fonction qui ne correspond pas aux valeurs de l'approximation linéaire, et doit être mise à l'échelle pour s'adapter correctement à ces valeurs.

Mod(x) = Min_Lin + [(Mod1(x) - Min_Mod1)*Range_Lin/Range_Mod1]

Ce Mod (x), qui est représenté dans la comme les données non linéaires corrigées, est une bien meilleure approximation que l'approximation linéaire.

Cette étape de modification des données décompressées à l'aide de la rangée guide est effectuée par le module d'éclairage, qui reçoit les données compressées et la rangée guide de l'unité de commande du véhicule.

Le taux de compression est à peine affecté, mais l'erreur est considérablement réduite, comme le montrent les figures 5 et 6.

La montre l'erreur des données décompressées sans correction, c'est-à-dire l'approximation linéaire. Pour un taux de compression de 0,94, l'erreur maximale est de 27 (sur 256) et le pourcentage de perte est d'environ 50%.

La montre l'erreur des données décompressées après correction, c'est-à-dire les données non linéaires corrigées. Pour le même taux de compression de 0,94, l'erreur maximale est de 9 (sur 256) et le pourcentage de perte est d'environ 4,4 %. Ce sont des chiffres qui, avec une interpolation linéaire, n'auraient pu être obtenus qu'en diminuant le taux de compression jusqu'à 0,90. Cela signifie donc un grand progrès par rapport à l'état de la technique.

La montre un dispositif d'éclairage automobile selon l'invention, ce dispositif d'éclairage comprenant :

un module d'éclairage 4 comprenant une pluralité de LED 5 ;
une unité de commande 6 pour effectuer les étapes de compression décrites dans les figures précédentes, générant les données compressées
une unité de traitement 7, l'unité de traitement 7 étant configurée pour décompresser les données compressées, cette unité de traitement étant située dans le module lumineux 4.

Ce module de lumière permettrait d'obtenir une projection de bonne qualité avec une bande passante de transmission améliorée.

Claims

Procédé de gestion des données d'image dans un dispositif d'éclairage automobile, le procédé comprenant les étapes suivantes
fournir un motif d'image (1) comprenant une pluralité de pixels, dans lequel chaque pixel est caractérisé par un nombre lié à l'intensité lumineuse du pixel ;

obtenir une ligne de guidage (11) à partir du motif d'image, cette ligne de guidage étant une ligne ou une colonne du motif d'image ;

envoyer la rangée de guidage (11) au dispositif d'éclairage (10) ;

obtenir une donnée compressée (12) à partir du motif d'image (1) ;

envoyer les données compressées (12) au dispositif d'éclairage (10) ;

obtenir une donnée décompressée à partir des données compressées

utiliser la ligne de guidage (11) comme guide pour modifier les données décompressées, ce qui permet d'obtenir une donnée modifiée non linéaire (13).
Procédé selon la revendication 1, dans lequel les pixels lumineux (11) du motif d'image (1) sont des pixels en niveaux de gris, et plus particulièrement, l'intensité lumineuse de chaque pixel (11) est caractérisée par un nombre selon une échelle de 0 à 255.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les données compressées (11) sont obtenues en remplaçant les valeurs de la ligne entière par un groupe de segments linéaires (3), dans laquelle chaque segment linéaire est défini par une valeur de départ, une valeur de fin et le nombre de pixels compris entre la valeur de départ et la valeur de fin.
Procédé selon la revendication 3, dans lequel la valeur de début du segment linéaire (3) coïncide avec une première valeur du groupe de pixels et la valeur de fin du segment linéaire coïncide avec une dernière valeur du groupe de pixels.
Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, dans laquelle l'étape consistant à utiliser la ligne de guidage (11) pour modifier les données décompressées comprend l'addition d'un produit de la ligne de guidage (11) aux données décompressées et ensuite la mise à l'échelle du résultat.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les données compressées ne sont liées qu'à une partie particulière du motif de l'image (1).
Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la ligne de guidage (11) est obtenue par une ligne représentative prédéfinie, la prédéfinition dépendant du type de motif lumineux.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la ligne de guidage (11) est obtenue comme la valeur moyenne de différentes lignes, sélectionnées en fonction du type de motif lumineux.
Dispositif d'éclairage automobile (10) comprenant :
un module d'éclairage (4) comprenant une pluralité de sources lumineuses (5)

une unité de commande (6) pour effectuer les étapes d'un procédé selon l'une des revendications précédentes.
Dispositif d'éclairage automobile (10) selon la revendication 9, dans lequel les sources de lumière (5) sont des sources de lumière à semi-conducteurs, telles que des LED.