WO2004015590A2 - Detection d'une image de reference robuste a de grandes transformations photometrique - Google Patents

Detection d'une image de reference robuste a de grandes transformations photometrique Download PDF

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WO2004015590A2
WO2004015590A2 PCT/FR2003/050024 FR0350024W WO2004015590A2 WO 2004015590 A2 WO2004015590 A2 WO 2004015590A2 FR 0350024 W FR0350024 W FR 0350024W WO 2004015590 A2 WO2004015590 A2 WO 2004015590A2
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Sébastien GILLES
Alexandre Winter
Nathalie Poirier
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Ltu Technologies
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/70—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of video data
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
    • G06V10/74—Image or video pattern matching; Proximity measures in feature spaces
    • G06V10/75—Organisation of the matching processes, e.g. simultaneous or sequential comparisons of image or video features; Coarse-fine approaches, e.g. multi-scale approaches; using context analysis; Selection of dictionaries
    • G06V10/758—Involving statistics of pixels or of feature values, e.g. histogram matching

Definitions

  • the present invention relates to a method and a system for identifying a determined image and / or a determined audiovisual sequence in any stream of images or audiovisual sequences, in particular with a view to being able to identify a proprietary image in the stream and / or be able to identify, preferably in real time, several proprietary audiovisual sequences in the stream.
  • one of the problems concerns the identification of a proprietary video sequence when it is broadcast. Since a video sequence is a series of images, solving the problem involves being able to detect and identify a particular image (called the reference image) in real time, while being robust to a certain number of photometric transformations which can affect the image. during its broadcast.
  • the method comprises the step of calculating, for each image, an index in the form of an ordered and finite set of values, in particular in the form of a characteristic vector, coding the content of the image.
  • the index calculation process is hereinafter referred to as the indexing process.
  • the method comprises the following steps implementing the indexing process:
  • the method further comprises the step of calculating an index, for current images of the stream, by implementing the indexing process for the current images of the stream.
  • the index thus calculated is hereinafter referred to as the current index.
  • the method includes the step of comparing the reference indexes with the current index of the current image of the observed flow. It is thus possible to detect in a flow a determined image with very high precision, in an extremely rapid manner, while being robust to very strong photometric alterations.
  • the method is such that, to calculate an index of an image, in particular a reference index and / or a current index, it comprises the step of resampling the image into an image with fixed dimensions through advanced.
  • the resampled image is hereinafter referred to as the normalized image.
  • the method further comprises, in the case where the image is a color image comprising color levels, the step of converting beforehand the color levels of the image to be resampled into gray levels.
  • the normalized image is represented by a matrix of pixel values, after discrete quantization of the pixel values.
  • the method further comprises the step of arranging the values according to an order of predetermined traversal of the positions in the matrix, in particular by concatenating the values of each line of the matrix in the form of a characteristic vector. This vector makes up the index.
  • the method further comprises the step of calculating the discrete entropy of the dispensing of the reference index values or index stream.
  • the entropy is hereinafter referred to as the reference marginal entropy or the current marginal entropy.
  • the index can be completed with the marginal entropy value.
  • the indexes are in the form of ordered and finite sets of values. These values are identified, in the reference index and the current index, by a coordinate system.
  • the method further comprises the step of defining, for a given coordinate of the coordinate system, a pair of values:
  • the method further comprises the step of calculating the two-dimensional histogram of the pairs of values obtained for all the coordinates of the coordinate system of the reference index and of the current index.
  • the method further comprises the step of calculating the discrete entropy of said two-dimensional histogram, hereinafter called the entropy of the two-dimensional histogram.
  • the method further comprises the step of calculating a comparison distance between a reference index and a current index by forming the ratio between, to the numerator, the sum of the reference marginal entropy and the current marginal entropy reduced by l entropy of the two-dimensional histogram, and in the denominator the sum of the reference marginal entropy and the current marginal entropy.
  • the method is such that, to extract from the determined audiovisual sequence the reference indexes of the determined audiovisual sequence, it further comprises the step of initializing a reference set containing the reference indexes of the determined images.
  • This set is initialized with the reference index of the first determined image of the determined audiovisual sequence.
  • the reference index of the first determined image of the determined audiovisual sequence constitutes the first reference index of the reference set.
  • the method further comprises:
  • the current temporary index becomes the last reference index of the reference set.
  • the method further comprises the step of iterating steps (a) to (c) until the end of the determined audiovisual sequence.
  • the method is such that, to compare the reference indexes with the current index of the current image of the observed flux, it further comprises the step of comparing the comparison distance with a predetermined threshold SF. So that the determined image is detected in any stream of images when the comparison distance between the reference index of the determined image and the current index is less than the predetermined threshold SF.
  • the method is more particularly designed to detect a given audiovisual sequence in any stream of audiovisual sequences.
  • the method comprises:
  • variable D is incremented by one. This condition is hereinafter referred to as the reference index detection condition.
  • the instant at which the first reference index of the reference set of the determined audiovisual sequence satisfies the detection condition is referred to below as the time of the first detection.
  • the method further comprises the following steps:
  • step (d) the step of iterating step (b) until the variable D reaches the predetermined threshold SD, or of iterating step (a) if the variable T exceeds a predetermined threshold ST,
  • the system according to the invention comprises:
  • first calculation means for calculating a reference index for the determined image, by implementing an indexing process, or
  • first computer analysis means for extracting reference indexes from the determined audiovisual sequence, so as to compose a reference set of reference indexes.
  • the reference index is in the form of an ordered and finite set of values, in particular in the form of a characteristic vector, coding the content of the determined image. It results from the combination of technical features that a reference index characteristic of the determined image and / or of the determined audiovisual sequence is thus obtained.
  • the system includes:
  • reception means for receiving the stream of images or audiovisual sequences comprising at least one determined image and / or at least one determined audiovisual sequence
  • the system further includes second calculating means for calculating a current index for current images of the flow, implementing the indexing process for the current images of the flow.
  • the current index is in the form of an ordered and finite set of values, in particular in the form of a characteristic vector, coding the content of the current image.
  • the system further comprises comparison means for comparing the reference index of the determined image with the current index of the current image of the observed flow. It results from the combination of technical features that the system makes it possible to detect in a flow a determined image with very high precision, in an extremely rapid manner, while being robust to very strong photometric alterations.
  • the first calculation means for calculating a reference index of a determined image comprise:
  • the determined resampled image is represented by a matrix of the values of the pixels.
  • the first means of calculating the reference index of a determined image further comprise scheduling means for arranging the values of the pixels according to a predetermined order of traversing of the positions in the matrix, in particular by concatenating the values of each line of the matrix in the form of a characteristic vector. The reference index is thus obtained.
  • the system further comprises, in the case where the determined image is a color image comprising color levels, conversion means for converting beforehand the color levels of the image determined to resample in grayscale.
  • the first calculation means further comprise reference processing means for calculating the discrete entropy of the distribution of the values of the reference index.
  • This entropy is hereinafter referred to as the reference marginal entropy.
  • the system is such that the second calculation means for calculating a current index of a current image comprise:
  • the resampled current image is represented by a matrix of the values of the pixels.
  • the second calculation means for calculating a current index of a current image also comprise ordering means for arranging the values of the pixels according to a predetermined order of traversal of the positions in the matrix, in particular by concatenating the values of each line of the matrix in the form of a characteristic vector. This gives the current index.
  • the system further comprises, in the case where the current image is a color image comprising color levels, conversion means for converting beforehand the color levels of the current image to be resampled into gray levels.
  • the second calculation means further comprise current processing means to calculate the discrete entropy of the distribution of the values of the current index.
  • This entropy is hereinafter called the current marginal entropy.
  • each reference index and each current index are in the form of ordered and finite sets of values. These values are identified, in the reference index and the current index, by a coordinate system.
  • the system is such that it also comprises third calculation means for defining, for a given coordinate of the coordinate system, a pair of values, the first value of which is the value appearing in the reference index associated with the given coordinate. , and whose second value is the value appearing in the current index associated with the given coordinate.
  • the third calculation means make it possible to calculate the two-dimensional histogram of the pairs of values obtained for all the coordinates of the coordinate system of the reference index and of the current index.
  • the third calculation means also make it possible to calculate the discrete entropy of said two-dimensional histogram, hereinafter called the entropy of the two-dimensional histogram.
  • the third calculation means also make it possible to calculate a comparison distance between a reference index and a current index by forming the ratio between, to the numerator, the sum of the reference marginal entropy and the current marginal entropy minus the entropy of the two-dimensional histogram, and in the denominator the sum of the reference marginal entropy and the current marginal entropy.
  • the system is such that, for extracting from the determined audiovisual sequence, composed of determined images, the reference indexes of the determined audiovisual sequence, it further comprises fourth calculation means.
  • These fourth calculation means implement a calculation algorithm comprising a step of initializing a reference set containing the reference indexes of the determined images.
  • the reference set is initialized with the reference index of the first determined image of the determined audiovisual sequence.
  • the reference index of the first determined image of the determined audiovisual sequence constitutes the first reference index of the reference set.
  • the calculation algorithm also includes:
  • the current temporary index becomes the last reference index of the reference set.
  • the calculation algorithm further comprises the step of iterating steps (a) to (c) until the end of the determined audiovisual sequence.
  • the system is such that the third calculation means compare to a predetermined threshold SF the comparison distance between each reference index and the current index of the current image of. observed flow. So that the determined image is detected in any flow of images when the comparison distance between the reference index of the determined image and the current index is less than the predetermined threshold SF.
  • the system is more particularly designed to detect a given audiovisual sequence in any stream of audiovisual sequences.
  • the system comprises initialization means for loading the value - 1 into a first register T, and the value 0 into a second register D.
  • the system further comprises, in the case of this variant, fifth calculation means for calculating, for each reference index of the reference set, the comparison distance between the reference index of the reference set and the current index.
  • the second register D is incremented by one. This condition is hereinafter referred to as the reference index detection condition.
  • the instant at which the first reference index of the reference set of the determined audiovisual sequence satisfies the detection condition is referred to below as the instant of the first detection.
  • the fifth calculation means are arranged to load into the first register T the time elapsed since the instant of the first detection if the value stored in the second register D is other than zero.
  • the fifth calculation means are arranged (i) to iterate the calculation of the comparison distance until the value stored in the second register D reaches the predetermined threshold SD, or (ii) to iterate the implementation of the means initialization if the value stored in the first register T exceeds a predetermined threshold ST. So that the determined audiovisual sequence is deemed to be detected if the stored value of the second register D reaches the predetermined threshold SD.
  • the method which is the subject of the invention makes it possible to detect proprietary audio-visual sequences in a video stream to be analyzed. This process is based on the existence of a comparison distance making it possible to compare any two images.
  • This function has the property of returning a low value, close to 0, when the two images are different and of returning a high value when the two images are superimposable, even in the presence of significant photometric transformations between the two images, that is to say ie profoundly modifying the pixel values of an image.
  • Section 1 defines the function used for the comparison, and Section 2 shows why the detection takes place under the stated conditions, even difficult.
  • X is a random variable taking discrete values ⁇ x_l, ... x_n ⁇ with the corresponding probability distribution ⁇ px l, ... px n ⁇ ; If Y is a random variable taking discrete values ⁇ y__l, ... y_n ⁇ with the corresponding probability distribution ⁇ py_l, ... py_n ⁇ ;
  • X is a random variable taking discrete values ⁇ x_l, ... x_n ⁇ with the corresponding probability distribution ⁇ px_l, ... px_n ⁇ ;
  • Y is a discrete random variable taking values ⁇ y_l, ... y_n ⁇ with the corresponding probability distribution ⁇ py_l, ... py_n ⁇ ;
  • H (Z) H (X, Y) - ⁇ ⁇ r ⁇ pw_ijxloq (pw_ij)
  • MI (X, Y) H (X) + H (Y) -H (X, Y)
  • MI (X, Y) H (X) -H (X
  • MI (X, Y) H (Y) H (Y
  • NMI (X, Y) MI (X, Y) / (H (X) + H (Y))
  • NMI (X, Y) H (f (X)) / (H (X) + H (f (X)))
  • the image detection method according to the invention is based on the definitions and properties which have just been described.
  • the normalized gray level histogram of an image I obtained by calculating the histogram of the values taken by I (x) for x taking all the possible positions in the image, is a distribution of discrete probabilities allowing by extension to define “the entropy of an image”, see paragraph 1.1.
  • the normalized joint histogram of the gray levels of two images II and 12 of the same dimension obtained by calculating the two-dimensional histogram of the values taken by (Il (x), 12 (x)) for x taking all the possible positions in image II, is a two-dimensional probability distribution allowing by extension to define respectively “the entropy joined between two images”, “l 'conditional entropy between two images', 'mutual information between two images', 'normalized mutual information between two images', see respectively paragraphs 1.2, 1.3, 1.4 and 1.5
  • the comparison distance used to carry out detections is NMI (X, Y), where X and Y are two images.
  • the comparison distance NMI (X, Y) is compared to a predetermined threshold, fixed in advance. If the distance between the current image, candidate for detection, and the reference image is less than this threshold, the current image is declared "recognized” or detected.
  • the image to be detected is the exact copy of the reference image.
  • the image to be detected has generally passed through a noisy transmission channel, radio waves, television receiver, satellite, video recorder, etc. This noise can be expressed either by high frequency noise in the image but also by a low frequency distortion of the signal, change in contrast, brightness, saturation, etc.
  • the distance NMI (X, Y) has the advantage of not directly comparing the pixel values of two images (a simple approach used for example in a correlation distance but unusable in practice because of its lack of robustness).
  • the distance NMI (X, Y) has the advantage of calculating the capacity to predict the value of pixels of X knowing those of Y, without any particular hypothesis on the nature of the photometric transformation linking X and Y.
  • the distance NMI (X, Y) remains minimal if X and Y correspond geometrically, even if their intensity surfaces are not directly superimposable. Detection is therefore extremely robust to photometric changes.
  • FIG. 1 which schematically represents a stream 3 of any image 6 containing a determined image 11, in particular a proprietary image 4, which should be detected,
  • FIG. 2 which schematically represents the technical means making it possible to calculate a reference index 10 of a given image 11,
  • FIG. 3 which schematically represents the form in which a reference index can appear
  • FIG. 4 which schematically represents the indexing process 39 making it possible to calculate an index 8, in particular a current index 14 in order to compare it with a reference index 10,
  • FIG. 5 which schematically represents a stream 3 of audiovisual sequences 7 containing a determined audiovisual sequence 2, in particular a proprietary audiovisual sequence 4,
  • FIG. 6 which schematically represents the technical means making it possible to calculate from a given audiovisual sequence 2 a reference set 30 composed of reference index 10,
  • FIG. 7 which schematically represents the form in which a reference index 10 of a reference assembly 30 can appear
  • FIG. 8 which schematically represents the indexing process 39 making it possible to calculate an index 8, in particular a current index 14 of a current image 13 of any audiovisual sequence 7, in order to compare it with a reference index 10 ,
  • FIG. 9 which schematically represents an embodiment of a process for indexing a determined image 11 in the case of the first variant of embodiment as in the case of the second variant of embodiment,
  • FIG. 10 which schematically represents an embodiment of a process for indexing a current image 13 in the case of the first variant of embodiment as in the case of the second variant of embodiment
  • FIG. 11 which schematically represents a form of representation of the pairs of values 25, 26 making up a reference index 21a and a current index 21b,
  • FIG. 12 which schematically represents the technical means making it possible to calculate a comparison distance 29
  • FIG. 13 which schematically represents an embodiment of the technical means making it possible to extract the reference indexes 10 and to constitute a reference assembly 30 in the case of the second variant embodiment
  • FIG. 15 which schematically represents, in the case of the second variant embodiment, the flow diagram of the algorithm making it possible to detect a given audiovisual sequence 2 by implementing the technical means described with reference to FIG. 15.
  • the system is designed to identify a determined image 11 in any stream 3 of images 6.
  • the objective is to identify a proprietary image 4 in the stream 3.
  • the system comprises first calculation means 38 for calculating a reference index 10 for each determined image 11, by implementing an indexing process 39.
  • indexing process 39 A description will be given in detail below.
  • the reference index 10 (fig. 3) is in the form of an ordered and finite set 21a of values 20a, in particular in the form of a characteristic vector 9a, encoding the content of the determined image 11. We thus obtains a reference index 10 characteristic of the determined image 11.
  • the system further comprises reception means 41 for receiving the stream 3 of images 6 capable of comprising at least one determined image 11.
  • the system further comprises computer processing means 42 for digitizing the stream 3 of images 6.
  • the system further comprises second calculation means 43 for calculating a current index 14 for current images 13 of the stream 3. These second calculation means 43 calculate the current index 14 by implementing an indexing process 39 comparable to that implemented for the calculation of the reference indexes 10 of the determined images 11.
  • the current index 14 is in the form of an ordered set 21b and finite of values 20b, in particular in the form of a characteristic vector 9b coding the content of the current image 13.
  • the system further comprises comparison means 44 for comparing the reference index 10 of the determined image 11 with the current index 14 of the current image 13 of the stream 3 observed. It is thus possible to detect in a stream 3 a determined image 11 with very high precision, in an extremely rapid manner, while being robust to very strong photometric alterations. There will be described in more detail below, with reference to FIG. 12, an alternative embodiment of the technical means making it possible to carry out this detection.
  • the system is designed to identify a specific audiovisual sequence 2 in any stream 3 of any audiovisual sequence 7 .
  • the objective is to identify a proprietary audiovisual sequence 5 in stream 3.
  • the system includes first means of computer analysis.
  • Each reference index 10 of the reference set 30 is calculated by calculation means 38 implementing an indexing process 39 comparable to that which has been described in the case of the first alternative embodiment.
  • Each reference index 10 is in the form of an ordered and finite set 21b of values 20b, in particular in the form of a characteristic vector 9b coding the content of each determined image 11 of the determined audiovisual sequence 2. We thus obtain a reference set 30 characteristic of the determined audiovisual sequence 2.
  • the system further includes receiving means
  • the system further comprises computer processing means 42 for digitizing the stream 3 of audiovisual sequences 7.
  • computer processing means 42 for digitizing the stream 3 of audiovisual sequences 7.
  • the system further comprises comparison means 44 for comparing the reference indexes 10 of the determined images 11 composing a determined audiovisual sequence 2 with the current indexes 14 of the current images 13 of the stream 3 observed. It is thus possible to detect in a stream 3 a specific audiovisual sequence 2 with very high accuracy, extremely quickly, while being robust to very strong photometric alterations.
  • the technical means, in particular the first calculation means 38 and the second calculation means 43, used to calculate the reference indexes 10 or to calculate the current indexes 14 could be combined in the same computer equipment, however one does not go out of the field of the present invention by calculating the reference indexes 10 in equipment distinct from those used to calculate the current indexes 1. This remark concerns the first variant as well as the second variant
  • the first calculation means 38 and the second calculation means 43 for calculating the reference indexes 10 and the current indexes 14 put implementing an indexing process which will now be described with reference to Figures 9 and 10 an embodiment.
  • index has been used to designate a reference index 10 or a current index 14 when there is no need to distinguish them.
  • the first calculation means 38 for calculating a reference index 10 of a determined image 11 comprise sampling means 45 for resampling the determined image 11 into a determined image resampled with the dimensions fixed in advance. This determined resampled image is hereinafter called the normalized determined image 116.
  • the first calculation means 38 furthermore comprise discrete quantification means 46 of the pixel values of the determined image 11 resampled 116. After discrete quantification, the determined image 11 resampled is represented by a matrix 19 of the values of the pixels 17.
  • the first means 38 for calculating the reference index 10 of a determined image 11 comprise in in addition to scheduling means 47 for arranging the values of the pixels 17 according to a predetermined travel order of the positions 18 in the matrix 19, in particular by concatenating the values of each line of the matrix in the form of a characteristic vector 9a. This gives the reference index 10.
  • the system further comprises, in the case where the determined image 11 is a color image comprising color levels, conversion means 48 for converting beforehand the color levels of the determined image 11 to be resampled into gray levels .
  • the first calculation means 38 further comprise reference processing means 49a for calculating the discrete entropy of the distribution of the values of the reference index 10.
  • This entropy is hereinafter called the reference marginal entropy 50a.
  • the comparison time of two indexes is the time necessary to calculate the comparison distance between said indexes.
  • the second calculation means 43 for calculating a current index 14 of a current image 13 comprise sampling means 45 for resampling the current image 13 into a current image with the dimensions fixed in advance. .
  • This current resampled image is hereinafter called the normalized current image 136.
  • the second calculation means 43 also comprise, for calculating a current index 14 of a current image 13, means of discrete quantification 46 of the pixel values of the current image 13. After discrete quantization, the resampled current image 13 is represented by a matrix 19 of the values of the pixels 17.
  • the second calculation means 43 further comprise, for calculating a current index 14 of a current image 13, scheduling means 47 for arranging the values of the pixels according to a predetermined travel order of the positions 18 in the matrix, in particular by concatenating the values of each line of the matrix in the form of a characteristic vector 9b. This gives the current index 14.
  • the system further comprises, in the case where the current image 13 is a color image comprising color levels, conversion means 48 for converting beforehand the color levels of the current image 13 to be resampled into gray levels .
  • the second calculation means 43 also comprise current processing means . 49b for calculating the discrete entropy of the distribution of the values of the current index 14.
  • This entropy is hereinafter called the current marginal entropy 50b. It is thus possible to optimize the comparison time. It is possible to complete the current index 14 with this current marginal entropy value 50b.
  • the reference 16 has sometimes been used to designate a normalized determined image whether it is a normalized determined image 116 or a normalized current image 136.
  • the system comprises comparison means 44 for (i) comparing the reference index 10 of the determined image 11 with the current index 14 of the current image 13 of the stream 3 observed or for (ii) comparing the reference indexes 10 of the determined images 11 composing a audiovisual sequence 2 with the current indexes 14 of the current images 13 of the stream 3 observed.
  • comparison distance 29 should be explained in the sense of the present invention.
  • each reference index 10 and each current index 14 are in the form of ordered and finite sets 21a and 21b with values 20a and 20b. It is therefore possible to identify these values 20a and 20b in the reference index 10 and the current index 14, by a coordinate system 22.
  • the system further comprises third calculation means 52 for defining, for a given coordinate 24 of the coordinate system 22, a pair of values 25, 26 whose first value 25 is the value appearing in the reference index 10 associated with the given coordinate 24, and whose second value 26 is the value appearing in the current index 14 associated with the given coordinate 24.
  • the third calculation means 52 make it possible to calculate the two-dimensional histogram 27 of the pairs of values 25, 26 obtained for all the coordinates of the coordinate system of the reference index 10 and of the current index 14.
  • the third calculation means 52 also make it possible to calculate the discrete entropy of said two-dimensional histogram, hereinafter called the entropy of the two-dimensional histogram 28.
  • the third calculation means 52 also make it possible to calculate a comparison distance 29 between a reference index 10 and a current index 14 by forming the ratio between, to the numerator, the sum of the reference marginal entropy 50a and the marginal entropy current 50b minus the entropy of the two-dimensional histogram 28, and in the denominator the sum of the reference marginal entropy 50a and the current marginal entropy 50b.
  • comparison distance 29 between a reference index 10 and a current index 14 having been explained, we are now able to complete the description of. the second variant of the invention in the case of an advantageous embodiment, with reference to FIG. 13.
  • a preliminary phase of reference index 10 extraction is carried out so as to constitute a reference set 30.
  • the system further comprises fourth calculation means 53.
  • These fourth calculation means 53 implement a calculation algorithm 54 comprising a step of initializing a reference set 30 containing the reference indexes 10 of the determined images.
  • the reference set 30 is initialized with the index of reference 100 of the first determined image 110 of the determined audiovisual sequence 2.
  • the reference index 100 of the first determined image 110 of the determined audiovisual sequence 2 constitutes the first reference index of the reference set 30.
  • the algorithm calculation unit 54 further comprises:
  • the current temporary index 31 then becomes the last reference index 32 of the reference set 30.
  • the calculation algorithm 54 further comprises the step of iterating steps (a) to (c) until the end of specified audiovisual sequence 2.
  • the third calculating means 52 compare a • predetermined threshold SF 65 with the comparison distance 29 between each reference index 10 and the current index 14 of the current image 13 of the stream 3 observed.
  • the determined image 11 is deemed to be detected in any stream 3 of images 6 when the comparison distance 29 between the index 10 of the determined image 11 and the current index 14 is less than the predetermined threshold SF 65.
  • the system comprises initialization means 57 for loading the value - 1, minus one, of a variable T 34, into a first register T " 55, and the value 0, zero , of a variable D 35, in a second register D 56.
  • the system further comprises in the case of this alternative embodiment of the fifth calculation means 58 for calculating, for each reference index 10 of the reference set 30, the comparison distance 29 between the reference index 10 considered of the reference assembly 30 and the current index 14 of a current image 13 of the stream 3 observed.
  • the instant at which the first reference index 10 of the reference set 30 of the determined audiovisual sequence 2 satisfies the detection condition is referred to below as the instant of the first detection.
  • the fifth calculation means 58 are arranged to load into the first register T 55 the time elapsed since the instant of the first detection if the value stored in the second register D 56 is other than zero.
  • the fifth calculation means 58 are arranged (i) to iterate the calculation of the comparison distance 29 until the value stored in the second register D 56 reaches the predetermined threshold SD 59, or (ii) to iterate the implementation of the initialization means if the value stored in the first register T 55 exceeds a predetermined threshold ST 60. So that the determined audiovisual sequence 2 can be deemed to be detected if the stored value of the second register D 56 reaches the predetermined threshold SD 59.
  • FIG. 15 shows the flow diagram of the algorithm which has just been described.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé et un système pour identifier une image déterminée (11) dans un flux (3) d'images (6). Le système comprend: des moyens de calcul d'un index de références (10) de l'image déterminée (11), des moyens de calcul (43) des index courants (14) des images courantes (13) dudit flux (3). L'index (14) a la forme d'un ensemble ordonné (21b) et fini de valeurs codant le contenu de l'image courante (13). Le système comprend des moyens de comparaison (44) dudit index de référence (10) avec l'index courant (14) de l'image courante (13) du flux (3) observé. Il est ainsi possible de détecter dans un flux (3) une image déterminée (11) avec une très grande précision, de manière extrêmement rapide, tout en étant robuste à de très fortes altérations photométriques.

Description

DETECTION D'UNE IMAGE DE REFERENCE ROBUSTE A DE GRANDES TRANSFORMATIONS PHOTOMETRIQUES
Préambule de la description
Domaine concerné, problème posé
La présente invention concerne un procédé et un système pour identifier une image déterminée et/ou une séquence audiovisuelle déterminée dans un flux quelconque d' images ou de séquences audiovisuelles, notamment dans la perspective de pouvoir identifier une image propriétaire dans le flux et/ou de pouvoir identifier, de préférence en temps réel, plusieurs séquences audiovisuelles propriétaires dans le flux.
Dans le domaine de la surveillance de contenus audiovisuels protégés, l'un des problèmes concerne l'identification d'une séquence vidéo propriétaire lors de sa diffusion. Une séquence vidéo étant une suite d'images, la résolution du problème implique de pouvoir détecter et identifier une image particulière (appelée image de référence) en temps réel, tout en étant robuste à un certain nombre de transformations photométriques qui peuvent affecter l'image lors de sa diffusion .
La solution à ce problème :
- doit être robuste à de petites différences de caractéristiques, - doit permettre une rapidité des calculs,
- doit avoir un fort pouvoir discriminant.
Solution Le procédé selon l'invention
Le procédé comprend l'étape de calculer, pour chaque image, un index se présentant sous la forme d'un ensemble ordonné et fini de valeurs, notamment sous la forme d'un vecteur caractéristique, codant le contenu de l'image. Le processus de calcul d'index est ci-après dénommé le processus d'indexation.
Le procédé comprend les étapes suivantes mettant en œuvre le processus d' indexation :
- l'étape de calculer un index de référence, en mettant en œuvre le processus d'indexation pour l'image déterminée, ou
- l'étape d'extraire des index de référence de la séquence audiovisuelle déterminée, de manière à composer un ensemble de référence d'index de référence.
On obtient ainsi des index de référence caractéristiques de l'image déterminée et/ou de la séquence audiovisuelle déterminée .
Le procédé comprend en outre l'étape de calculer un index, pour des images courantes du flux, en mettant en œuvre le processus d'indexation pour les images courantes du flux. L'index ainsi calculé est ci-après dénommé l'index courant.
Le procédé comprend l'étape de comparer les index de référence avec l'index courant de l'image courante du flux observé. Il est ainsi possible de détecter dans un flux une image déterminée avec une très grande précision, de manière extrêmement rapide, tout en étant robuste à de très fortes altérations photométriques .
Processus d' indexation
De préférence, selon l'invention le procédé est tel que, pour calculer un index d'une image, notamment un index de référence et/ou un index courant, il comprend l'étape de rééchantillonner l' image en une image aux dimensions fixées par avance. L'image ré-échantillonnée est ci-après dénommée l'image normalisée .
Le procédé comprend en outre, dans le cas où l'image est une image couleur comportant des niveaux de couleurs, l'étape de convertir au préalable les niveaux de couleurs de l'image à ré-échantillonner en niveaux de gris.
L'image normalisée est représentée par une matrice des valeurs des pixels, après quantification discrète des valeurs de pixel .
Le procédé comprend en outre l'étape de ranger les valeurs selon un ordre de parcours prédéterminé des positions dans la matrice, notamment en concatenant les valeurs de chaque ligne de la matrice sous la forme d'un vecteur caractéristique. Ce vecteur compose l'index.
De préférence, selon l'invention le procédé comprend en outre l'étape de calculer l'entropie discrète de la' distribution des valeurs de l'index de référence ou de l'index courant. L'entropie est ci-après dénommée l'entropie marginale de référence ou l'entropie marginale courante.
En procédant ainsi on optimise le temps de comparaison.
L'index peut être complété avec la valeur d'entropie marginale .
Calcul d'une distance de comparaison d'index
De préférence selon l'invention, les index se présentent sous la forme d'ensembles ordonnés et finis de valeurs. Ces valeurs sont identifiées, dans l'index de référence et l'index courant, par un système de coordonnées.
Le procédé comprend en outre l'étape de définir, pour une coordonnée donnée du système de coordonnées, un couple de valeurs :
- dont la première valeur est la valeur figurant dans l'index de référence associée à la coordonnée donnée, et
- dont la deuxième valeur est la valeur figurant dans l'index courant associé à la coordonnée donnée. Le procédé comprend en outre l'étape de calculer l'histogramme bi-dimensionnel des couples de valeurs obtenus pour toutes les coordonnées du système de coordonnées de l'index de référence et de l'index courant.
Le procédé comprend en outre l'étape de calculer l'entropie discrète de dudit histogramme bi-dimensionnel, ci- après dénommée l'entropie de l'histogramme bi-dimensionnel.
Le procédé comprend en outre l'étape de calculer une distance de comparaison entre un index de référence et un index courant en formant le rapport entre, au numérateur la somme de l'entropie marginale de référence et de l'entropie marginale courante diminuée de l'entropie de l'histogramme bi- dimensionnel, et au dénominateur la somme de l'entropie marginale de référence et de l'entropie marginale courante.
Extraction d' index de référence
De préférence selon l'invention, le procédé est tel que, pour extraire de la séquence audiovisuelle déterminée les index de référence de la séquence audiovisuelle déterminée, il comprend en outre l'étape d'initialiser un ensemble de référence contenant les index de référence des images déterminées . Cet ensemble est initialisé avec l'index de référence de la première image déterminée de la séquence audiovisuelle déterminée . L' index de référence de la première image déterminée de la séquence audiovisuelle déterminée constitue le premier index de référence de l'ensemble de référence.
Le procédé comprend en outre :
- (a) l'étape de calculer, pour chaque image déterminée de la séquence audiovisuelle déterminée, un index temporaire courant et de calculer une distance de comparaison entre l'index temporaire courant et le dernier index de référence ajouté au ensemble de référence,
- (b) l'étape de comparer, à un seuil prédéterminé SE, la distance de comparaison entre l'index temporaire courant et le dernier index de référence ajouté à l'ensemble de référence, - (c) l'étape d'ajouter l'index temporaire courant à l'ensemble de référence, si la distance de comparaison dépasse le seuil prédéterminé SE .
L' index temporaire courant devient le dernier index de référence de l'ensemble de référence.
Le procédé comprend en outre l'étape d'itérer les étapes (a) à (c) jusqu'à la fin de la séquence audiovisuelle déterminée .
Détection
De préférence selon l'invention, le procédé est tel que, pour comparer les index de référence avec l'index courant de l'image courante du flux observé, il comprend en outre l'étape de comparer la distance de comparaison à un seuil prédéterminé SF. De telle sorte que l'image déterminée est détectée dans un flux quelconque d' images lorsque la distance de comparaison entre l'index de référence de l'image déterminée-, et l'index courant est inférieure au seuil prédéterminé SF.
Selon une autre variante de réalisation - de l'invention, le procédé est plus particulièrement conçu pour détecter une séquence audiovisuelle déterminée dans un flux quelconque de séquences audiovisuelles . De préférence dans le cas de cette variante de réalisation, le procédé comprend :
- (a) l'étape d'initialiser une variable T à - 1 et d' initialiser une variable D à 0,
- (b) l'étape de calculer, pour chaque index de référence de l'ensemble de référence, la distance de comparaison entre l'index de référence de l'ensemble de référence et l'index courant .
Si la distance de comparaison ainsi calculée est inférieure à un seuil prédéterminé SD la variable D est incré entée de un. Cette condition est ci-après dénommée la condition de détection d' index de référence .
L' instant auquel le premier index de référence de l'ensemble de référence de la séquence audiovisuelle déterminée satisfait la condition de détection est ci-dessous dénommé l'instant de la première détection.
Le procédé comprend en outre les étapes suivantes :
- (c) l'étape d'assigner à la variable T le temps écoulé depuis l'instant de la première détection si la variable D est différente de zéro,
- (d) l'étape d'itérer l'étape (b) jusqu'à ce que la variable D atteigne le seuil prédéterminé SD, ou d' itérer l'étape (a) si la variable T dépasse un seuil prédéterminé ST,
- (e) l'étape de détecter la séquence audiovisuelle déterminée si la variable D atteint le seuil prédéterminé SD.
Le système selon l' invention Le système comprend :
- des premiers moyens de calcul pour calculer un index de référence pour l'image déterminée, en mettant en œuvre un processus d'indexation, ou
- des premiers moyens d' analyse informatique pour extraire des index de référence de la séquence audiovisuelle déterminée, de manière à composer un ensemble de référence d' index de référence .
L'index de référence se présente sous la forme d'un ensemble ordonné et fini de valeurs, notamment sous la forme d'un vecteur caractéristique, codant le contenu de l'image déterminée. Il résulte de la combinaison des traits techniques que l'on obtient ainsi un index de référence caractéristique de l'image déterminée et/ou de la séquence audiovisuelle déterminée . Le système comprend :
- des moyens de réception pour recevoir le flux d' images ou de séquences audiovisuelles comportant au moins une image déterminée et/ou au moins une séquence audiovisuelle déterminée,
- des moyens de traitement informatique pour numériser le flux d'images ou de séquences audiovisuelles.
Le système comprend en outre des seconds moyens de calcul pour calculer un index courant pour des images courantes du flux, en mettant en œuvre le processus d' indexation pour les images courantes du flux. L'index courant se présente sous la forme d'un ensemble ordonné et fini de valeurs, notamment sous la forme d'un vecteur caractéristique, codant le contenu de l'image courante. Le système comprend en outre des moyens de comparaison pour comparer l'index de référence de l'image déterminée avec l'index courant de l'image courante du flux observé. Il résulte de la combinaison des traits techniques que le système permet de détecter dans un flux une image déterminée avec une très grande précision, de manière extrêmement rapide, tout en étant robuste à de très fortes altérations photométriques .
Processus d' indexation
De préférence selon l'invention, les premiers moyens de calcul pour calculer un index de référence d'une image déterminée comprennent :
- des moyens d'échantillonnage pour ré-échantillonner l'image déterminée en une image déterminée ré-échantillonnée aux dimensions fixées par avance,
- des moyens de quantification discrète des valeurs de pixels de l'image déterminée ré-échantillonnée.
Après quantification discrète, l'image déterminée rééchantillonnée est représentée par une matrice des valeurs des pixels .
Les premiers moyens de calcul de l'index de référence d'une image déterminée comprennent en outre des moyens d' ordonnancement pour ranger les valeurs des pixels selon un ordre de parcours prédéterminé des positions dans la matrice, notamment en concatenant les valeurs de chaque ligne de la matrice sous la forme d'un vecteur caractéristique. On obtient ainsi l'index de référence.
Le système comprend en outre, dans le cas où l'image déterminée est une image couleur comportant des niveaux de couleurs, des moyens de conversion pour convertir au préalable les niveaux de couleurs de l'image déterminée à rééchantillonner en niveaux de gris .
De préférence, selon l'invention les premiers moyens de calcul comprennent en outre des moyens de traitement référence pour calculer l'entropie discrète de la distribution des valeurs de l'index de référence. Cette entropie est ci-après dénommée l'entropie marginale de référence.
Il est ainsi possible d' optimiser le temps de comparaison. Il est possible de compléter l'index de référence avec cette valeur d' entropie marginale de référence .
De préférence selon l'invention, le système est tel que les seconds moyens de calcul pour calculer un index courant d' une image courante comprennent :
- des moyens d'échantillonnage pour ré échantillonner l'image courante en une image courante aux dimensions fixées par avance,
- des moyens de quantification discrète des valeurs de pixels de l'image courante.
Après quantification discrète, l'image courante rééchantillonnée est représentée par une matrice des valeurs des pixels .
Les seconds moyens de calcul pour calculer un index courant d' une image courante comprennent en outre des moyens d'ordonnancement pour ranger les valeurs des pixels selon un ordre de parcours prédéterminé des positions dans la matrice, notamment en concatenant les valeurs de chaque ligne de la matrice sous la forme d'un vecteur caractéristique. On obtient ainsi l'index courant.
Le système comprend en outre, dans le cas où l'image courante est une image couleur comportant des niveaux de couleurs, des moyens de conversion pour convertir au préalable les niveaux de couleurs de l'image courante à ré-échantillonner en niveaux de gris.
De préférence, selon l'invention, les seconds moyens de calcul comprennent en outre des moyens de traitement courant pour calculer l'entropie discrète de la distribution des valeurs de l'index courant. Cette entropie est ci-après dénommée l'entropie marginale courante.
Il est ainsi possible d'optimiser le temps de comparaison. Il est possible de compléter l'index courant avec cette valeur d'entropie marginale courante.
Calcul d'une distance de comparaison d'index
De préférence selon l'invention, chaque index de référence et chaque index courant se présentent sous la forme d'ensembles ordonnés et finis de valeurs. Ces valeurs sont identifiées, dans l'index de référence et l'index courant, par un système de coordonnées . Le système est tel qu' il comprend en outre des troisièmes moyens de calcul pour définir, pour une coordonnée donnée du système de coordonnées, un couple de valeurs dont la première valeur est la valeur figurant dans l'index de référence associée à la coordonnée donnée, et dont la deuxième valeur est la valeur figurant dans l'index courant associée à la coordonnée donnée. Les troisièmes moyens de calcul permettent de calculer l'histogramme bi-dimensionnel des couples de valeurs obtenus pour toutes les coordonnées du système de coordonnées de l'index de référence et de l'index courant.
Les troisièmes moyens de calcul permettent également de calculer l'entropie discrète dudit 'histogramme bi- dimensionnel, ci-après dénommée l'entropie de l'histogramme bi- dimensionnel.
Les troisièmes moyens de calcul permettent également de calculer une distance de comparaison entre un index de référence et un index courant en formant le rapport entre, au numérateur la somme de l'entropie marginale de référence et de l'entropie marginale courante diminuée de l'entropie de l'histogramme bi-dimensionnel, et au dénominateur la somme de l'entropie marginale de référence et de l'entropie marginale courante .
Extraction d' index de référence De préférence selon l'invention, le système est tel que, pour extraire de la séquence audiovisuelle déterminée, composée d'images déterminées, les index de référence de la séquence audiovisuelle déterminée, il comprend en outre des quatrièmes moyens de calcul. Ces quatrièmes moyens de calcul mettent en œuvre un algorithme de calcul comportant une étape d'initialisation d'un ensemble de référence contenant les index de référence des images déterminées. L'ensemble de référence est initialisé avec l'index de référence de la première image déterminée de la séquence audiovisuelle déterminée . L' index de référence de la première image déterminée de la séquence audiovisuelle déterminée constitue le premier index de référence de l'ensemble de référence. L'algorithme de calcul comporte en outre :
- (a) l'étape de (i) calculer, pour chaque image déterminée de la séquence audiovisuelle déterminée, un index temporaire courant et (ii) de calculer une distance de comparaison entre l'index temporaire courant et le dernier index de référence ajouté à l'ensemble de référence,
- (b) l'étape de comparer, à un seuil prédéterminé SE, la distance de comparaison entre l'index temporaire courant et le dernier index de référence ajouté à l'ensemble de référence,
- (c) l'étape d'ajouter l'index temporaire courant à l'ensemble de référence, si la distance de comparaison dépasse le seuil prédéterminé SE .
L' index temporaire courant devient le dernier index de référence de l'ensemble de référence. L'algorithme de calcul comprend en outre l'étape d'itérer les étapes (a) à (c) jusqu'à la fin de la séquence audiovisuelle déterminée.
Détection
De préférence selon 1 ' invention, le système est tel que les troisièmes moyens de calcul comparent à un seuil prédéterminé SF la distance de comparaison entre chaque index de référence et l'index courant de l'image courante du . flux observé. De telle sorte que l'image déterminée est détectée dans un flux quelconque d'images lorsque la distance de comparaison entre l'index de référence de l'image déterminée et l'index courant est inférieure au seuil prédéterminé SF.
Selon une autre variante de réalisation de l'invention, le système est plus particulièrement conçu pour détecter une séquence audiovisuelle déterminée dans un flux quelconque de séquences audiovisuelles. Dans ce cas, le système comprend des moyens d' initialisation pour charger la valeur - 1 dans un premier registre T, et la valeur 0 dans un second registre D.
Le système comprend en outre dans le cas de cette variante des cinquièmes moyens de calcul pour calculer, pour chaque index de référence de l'ensemble de référence, la distance de comparaison entre l'index de référence de l'ensemble de référence et l'index courant.
Si la distance de comparaison ainsi calculée est inférieure à un seuil prédéterminé SD le second registre D est incrémenté de un. Cette condition est ci-après dénommée la condition de détection d' index de référence .
L'instant auquel le premier index de référence de l'ensemble de référence de la séquence audiovisuelle déterminée satisfait la condition de détection est ci-dessous dénommé l'instant de la première détection.
Les cinquièmes moyens de calcul sont agencés pour charger dans le premier registre T le temps écoulé depuis l'instant de la première détection si la valeur stockée dans le second registre D est différente de zéro . Les cinquièmes moyens de calcul sont agencés (i) pour itérer le calcul de la distance de comparaison jusqu'à ce que la valeur stockée dans le second registre D atteigne le seuil prédéterminé SD, ou (ii) pour itérer la mise en œuvre des moyens d' initialisation si la valeur stockée dans premier registre T dépasse un seuil prédéterminé ST. De sorte que la séquence audiovisuelle déterminée est réputée détectée si la valeur stockée du second registre D atteint le seuil prédéterminé SD.
Précisions mathématiques sur la nature de la fonction de comparaison mise en œuvre dans la présente invention
Le procédé faisant l'objet de l'invention permet de détecter des séquences audio-visuelles propriétaires dans un flux vidéo à analyser. Ce procédé s'appuie sur l'existence d'une distance de comparaison permettant de comparer deux images quelconques .
Cette fonction présente la propriété de retourner une valeur faible, proche de 0, lorsque les deux images sont différentes et de retourner une valeur élevée lorsque les deux images sont superposables, même en présence de transformations photométriques significatives entre les deux images, c'est-à- dire modifiant profondément les valeurs des pixels d'une image.
La section 1 définit la fonction utilisée pour la comparaison, et la section 2 montre pourquoi la détection a lieu dans les conditions énoncées, même difficiles.
1. Information mutuelle entre deux variables aléatoires
Issus du domaine de la statistique, les concepts ci- après rappelés sont connus et peuvent être retrouvés dans les ouvrages techniques présentant les fondations de la théorie de la communication, par exemple dans Information Theory, par Robert B. Ash, Dover Publications Inc.
1. 1 Notion d' entropie discrète
Si X est une variable aléatoire prenant des valeurs discrètes {x_l,...x_n} avec la distribution de probabilités correspondante {p_l,...p_n} { i . e p (X=x_l)=p_l , ..., p (X=x_n)=p_n) , l'entropie discrète de X est par définition:
H(X) = -∑px_ixlog (px_i)
1. 2 Notion d'entropie jointe discrète
Si X est une variable aléatoire prenant des valeurs discrètes {x_l,...x_n} avec la distribution de probabilités correspondante {px l,...px n} ; Si Y est une variable aléatoire prenant des valeurs discrètes {y__l,...y_n} avec la distribution de probabilités correspondante {py_l,...py_n} ;
Si la variable aléatoire jointe Z=(X,Y) , prenant par définition les valeurs discrètes { (x_l,y__l) ,..., (x_n,y_n) } munie de la distribution de probabilités correspondante {pz_ll,...pz_nn} de telle sorte que p(X=x_l,Y=y_l)=pz_ll, ..., p (X=x_ ,Y=y_n) =pz_nn, alors l'entropie jointe discrète de Z=(X,Y) est par définition
Figure imgf000015_0001
1. 3 Notion d'entropie conditionnelle discrète
Si X est une variable aléatoire prenant des valeurs discrètes {x_l,...x_n} avec la distribution de probabilités correspondante {px_l,...px_n} ;
Si Y est une variable aléatoire discrète prenant des valeurs {y_l,...y_n} avec la distribution de probabilités correspondante {py_l,...py_n} ;
Si la variable aléatoire conditionnelle discrète =(X|Y) , se prononçant « X sachant Y », prenant par définition les valeurs discrètes { (x_l |y_l) ,..., (x_n|y_n)} munie de la distribution de probabilités correspondante {p_ll,...p _nn} , de telle sorte que p(X=x_l | Y=y_l)=p_ll, ..., p(X=x_n|Y=y_n)^pw_nn, alors l'entropie conditionnelle discrète de W=(X|Y) est par définition
H(Z)= H(X,Y) — ∑±rιpw_ijxloq (pw_ij)
Il est aisément prouvable que H(X,Y)= H (X | Y) +H (Y) .
1. 4 Notion d' information mutuelle
L'information mutuelle MI(X,Y) entre deux variables aléatoires X et Y est par définition:
MI (X,Y) =H (X) +H (Y) -H (X,Y)
MI(X,Y)=H(X)-H(X|Y)
MI(X,Y)=H(Y)-H(Y|X)
1. 5 Notion d'information mutuelle normalisée L'information mutuelle normalisée NMI(X,Y) entre deux variables aléatoires X et Y est par définition donnée par la formule suivante:
NMI (X,Y) =MI (X,Y) / (H (X) +H (Y) )
La notion de distance de comparaison entrant dans la définition des traits techniques de la présente invention correspond à NMI.
1. 5. 1 Cas des variables indépendantes
Si X et Y sont indépendantes, alors par définition H(X|Y)=H(X), donc NMI(X,Y)=0.
1. 5. 2 Cas des variables liées fonctionnellement
Si Y=f(X), alors H(Y|X)=H(f (X) |X)=0, car la valeur de la variable aléatoire f (X) est entièrement déterminée par la connaissance de X. En reportant dans la définition de l'information mutuelle, on obtient la simplification remarquable :
MI (X,Y)=H (Y) =H (f (X) )
Donc,
NMI(X,Y)=H(f(X))/(H(X)+H(f(X)))
2. Détection d' images par information mutuelle normalisée
2. 1 Images , histogrammes et variables aléatoires
Le procédé de détection d'images selon l'invention est fondé sur les définitions et propriétés qui viennent d'être exposées .
En effet :
• L'histogramme normalisé des niveaux de gris d'une image I, obtenu en calculant l'histogramme des valeurs prises par I (x) pour x prenant toutes les positions possibles dans l'image, est une distribution de probabilités discrètes permettant par extension de définir « l'entropie d'une image », voir paragraphe 1.1.
• L'histogramme joint normalisé des niveaux de gris de deux images II et 12 de même dimension, obtenu en calculant l'histogramme bi-dimensionnel des valeurs prises par (Il(x) ,12 (x) ) pour x prenant toutes les positions possibles dans l'image II, est une distribution de probabilités bi- dimensionnelle permettant par extension de définir respectivement « l'entropie jointe entre deux images », « l'entropie conditionnelle entre deux images », « l'information mutuelle entre deux images », « l'information mutuelle normalisée entre deux images », voir respectivement, paragraphes 1.2, 1.3, 1.4 et 1.5
Ainsi, la distance de comparaison utilisée pour procéder a des détections est NMI(X,Y), ou X et Y sont deux images .
2. 2 Critère de détection
Pour détecter une image déterminée, on compare la distance de comparaison NMI (X,Y) a un seuil prédéterminé, fixé a l'avance. Si la distance entre l'image courante, candidate à la détection, et l'image de référence est inférieure à ce seuil, l'image courante est déclarée « reconnue » ou détectée.
2. 3 Robustesse a des transformations photométriques
En théorie, l'image à détecter est la copie exacte de l'image de référence. Toutefois, en pratique, l'image à détecter a généralement transité par un canal de transmission bruité, ondes hertziennes, récepteur de télévision, satellite, magnétoscope, etc. Ce bruit peut se traduire soit par du bruit haute fréquence dans l'image mais aussi par une déformation basse fréquence du signal, changement du contraste, de la luminosité, saturation, etc.
Il est donc primordial que la technique de détection soit robuste à ces changements photométriques .
La distance NMI(X,Y) a l'avantage de ne pas comparer directement les valeurs des pixels de deux images (une approche simple utilisée par exemple dans une distance de corrélation mais inutilisable en pratique en raison de son manque de robustesse). En revanche, la distance NMI(X,Y) présente l'avantage de calculer la capacité à prédire la valeur des pixels de X connaissant ceux de Y, sans hypothèse particulière sur la nature de la transformation photométrique liant X et Y.
En d'autres termes, la distance NMI(X,Y) reste minimale si X et Y se correspondent géométriquement, même si leurs surfaces d' intensité ne sont pas directement superposables . La détection est donc extrêmement robuste aux changements photométriques .
Description détaillée
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de variantes de réalisation de l'invention données à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et de la
- figure 1 qui représente de manière schématique un flux 3 d'image quelconque 6 contenant une image déterminée 11, notamment une image propriétaire 4, qu'il convient de détecter,
- figure 2 qui représente de manière schématique les moyens techniques permettant de calculer un index de référence 10 d'une image déterminée 11,
- figure 3 qui représente de manière schématique la forme sous laquelle peut se présenter un index de référence,
- figure 4 qui représente de manière schématique le processus d'indexation 39 permettant de calculer un index 8, notamment un index courant 14 afin de le comparer à un index de référence 10,
- figure 5 qui représente de manière schématique un flux 3 de séquences audiovisuelles 7 contenant une séquence audiovisuelle déterminée 2, notamment une séquence audiovisuelle propriétaire 4,
- figure 6 qui représente de manière schématique les moyens techniques permettant de calculer à partir d'une séquence audiovisuelle déterminée 2 un ensemble de référence 30 composé d'index de référence 10,
- figure 7 qui représente de manière schématique la forme sous laquelle peut se présenter un index de référence 10 d'un ensemble de référence 30, - figure 8 qui représente de manière schématique le processus d'indexation 39 permettant de calculer un index 8, notamment un index courant 14 d'une image courante 13 d'une séquence audiovisuelle quelconque 7, afin de le comparer à un index de référence 10,
- figure 9 qui représente de manière schématique une forme de réalisation d'un processus d'indexation d'une image déterminée 11 dans le cas de la première variante de réalisation comme dans le cas de deuxième variante de réalisation,
- figure 10 qui représente de manière schématique une forme de réalisation d'un processus d'indexation d'une image courante 13 dans le cas de la première variante de réalisation comme dans le cas de deuxième variante de réalisation,
- figure 11 qui représente de manière schématique une forme de représentation des couples de valeurs 25, 26 composant un index de référence 21a et d'un index courant 21b,
- figure 12 qui représente de manière schématique les moyens techniques permettant de calculer une distance de comparaison 29,
- figure 13 qui représente de manière schématique une forme de réalisation des moyens techniques permettant d'extraire les index de référence 10 et de constituer un ensemble de référence 30 dans le cas de la deuxième variante de réalisation,
- figure 14 qui représente de manière schématique une forme de réalisation des moyens techniques permettant de détecter une séquence audiovisuelle déterminée 2, dans le cas de deuxième variante de réalisation
- figure 15 qui représente de manière schématique, dans le cas de deuxième variante de réalisation, l'organigramme de l'algorithme permettant de détecter une séquence audiovisuelle déterminée 2 en mettant en œuvre les moyens techniques décrits en se référant à la figure 15.
Première variante de réalisation
Dans le cas de la première variante de réalisation de l'invention qui va maintenant être décrite en se référant aux figures 1, 2, 3 et 4 le système est conçu pour identifier une image déterminée 11 dans un flux 3 quelconque d' images 6. L'objectif est d'identifier une image propriétaire 4 dans le flux 3.
Dans le cas de cette première variante de réalisation le système comprend des premiers moyens de calcul 38 pour calculer un index de référence 10 pour chaque image déterminée 11, en mettant en œuvre un processus d'indexation 39. On décrira en détail ci-après un tel processus d'indexation 39.
L'index de référence 10 (fig. 3) se présente sous la forme d'un ensemble ordonné et fini 21a de valeurs 20a, notamment sous la forme d' un vecteur caractéristique 9a, codant le contenu de l'image déterminée 11. On obtient ainsi un index de référence 10 caractéristique de l'image déterminée 11.
Le système comprend en outre des moyens de réceptions 41 pour recevoir le flux 3 d'images 6 susceptible de comporter au moins une image déterminée 11. Le système comprend en outre des moyens de traitement informatique 42 pour numériser le flux 3 d'images 6. Le système comprend en outre des seconds moyens de calcul 43 pour calculer un index courant 14 pour des images courantes 13 du flux 3. Ces seconds moyens de calcul 43 calculent l'index courant 14 en mettant en œuvre un processus d'indexation 39 comparable à celui mis en œuvre pour le calcul des index de référence 10 des images déterminées 11. De même que l'index de référence 10, l'index courant 14 se présente sous la forme d'un ensemble ordonné 21b et fini de valeurs 20b, notamment sous la forme d'un vecteur caractéristique 9b codant le contenu de l'image courante 13.
Le système comprend en outre des moyens de comparaison 44 pour comparer l'index de référence 10 de l'image déterminée 11 avec l'index courant 14 de l'image courante 13 du flux 3 observé. Il est ainsi possible de détecter dans un flux 3 une image déterminée 11 avec une très grande précision, de manière extrêmement rapide, tout en étant robuste à de très fortes altérations photométriques . On décrira plus en détail ci-après, en se référant à la figure 12, une variante de réalisation des moyens techniques permettant d'effectuer cette détection.
Deuxième variante de réalisation
Dans le cas de la deuxième variante de réalisation de l'invention qui va maintenant être décrite en se référant aux figures 5, 6, 7 et 8 le système est conçu pour identifier une séquence audiovisuelle déterminée 2 dans un flux 3 quelconque de séquences audiovisuelles 7.
L'objectif est d'identifier une séquence audiovisuelle propriétaire 5 dans le flux 3.
Dans le cas de cette deuxième variante de réalisation le système comprend des premiers moyens d' analyse informatique
40 pour extraire des index de référence 10 de la séquence audiovisuelle déterminée 2, de manière à composer un ensemble de référence 30 d'index de référence 10.
Chaque index de référence 10 de l'ensemble de référence 30 est calculé par des moyens de calcul 38 mettant en œuvre un processus d'indexation 39 comparable à celui qui a été décrit dans le cas de la première variante de réalisation. Chaque index de référence 10 se présente sous la forme d'un ensemble ordonné et fini 21b de valeurs 20b, notamment sous la forme d'un vecteur caractéristique 9b codant le contenu de chaque image déterminée 11 de la séquence audiovisuelle déterminée 2. On obtient ainsi un ensemble de référence 30 caractéristique de la séquence audiovisuelle déterminée 2.
Le système comprend en outre des moyens de réception
41 pour recevoir le flux 3 de séquences audiovisuelles 7 susceptible de comporter au moins une séquence audiovisuelle déterminée 2.
Le système comprend en outre des moyens de traitement informatique 42 pour numériser le flux 3 de séquences audiovisuelles 7. On ne décrira pas, dans le cas de cette seconde variante de réalisation, les moyens techniques mis en œuvre pour calculer l'index courant 14 de chaque image courante 13 d'une séquence audiovisuelle 7. En effet, ils sont comparables à ceux décrits dans le cas de première variante de réalisation.
Le système comprend en outre des moyens de comparaison 44 pour comparer les index de référence 10 des images déterminées 11 composant une séquence audiovisuelle déterminée 2 avec les index courants 14 des images courantes 13 du flux 3 observé. Il est ainsi possible de détecter dans un flux 3 une séquence audiovisuelle déterminée 2 avec une très grande précision, de manière extrêmement rapide, tout en étant robuste à de très fortes altérations photométriques .
On décrira plus en détail ci-après en se référant aux figures 14 et 15 une variante de réalisation des moyens techniques permettant d'effectuer cette détection.
Les moyens techniques, notamment les premiers moyens de calcul 38 et les second moyens de calcul 43, mis en œuvre pour calculer les index de référence 10 ou pour calculer les index courants 14 pourraient être réunis dans un même équipement informatique, toutefois on ne sort pas du champ de la présente invention en calculant les index de référence 10 dans des équipements distincts de ceux utilisés pour calculer les index courant 1 . Cette remarque concerne la première variante de réalisation aussi bien que la seconde variante de réalisation
Processus d'indexation
Dans le cas de la première variante de réalisation de l'invention comme dans le cas de la deuxième variante de réalisation, les premiers moyens de calcul 38 et les seconds moyens de calcul 43 pour calculer les index de référence 10 et les index courants 14 mettent en œuvre un processus d'indexation qui va maintenant être décrit en se référant aux figures 9 et 10 une forme de réalisation. On a utilisé le terme "index" pour désigner un index de référence 10 ou un index courant 14 lorsqu'il n'y a pas lieu de faire de les distinguer.
Les éléments ayant des fonctions comparables pour calculer les index de référence 10 et les index courants 14 ont été référencés sur les figures par les mêmes références numériques .
Les premiers moyens de calcul 38 pour calculer un index de référence 10 d'une image déterminée 11 comprennent des moyens d'échantillonnage 45 pour ré-échantillonner l'image déterminée 11 en une image déterminée ré-échantillonnée aux dimensions fixées par avance. Cette image ré échantillonnée déterminée est ci-après dénommée l'image déterminée normalisée 116. Afin de calculer les index de référence 10 les premiers moyens de calcul 38 comprennent en outre des moyens de quantification discrète 46 des valeurs de pixels de l'image déterminée 11 ré-échantillonnée 116. Après quantification discrète, l'image déterminée 11 ré-échantillonnée est représentée par une matrice 19 des valeurs des pixels 17. Les premiers moyens de calcul 38 de l'index de référence 10 d'une image déterminée 11 comprennent en outre des moyens d'ordonnancement 47 pour ranger les valeurs des pixels 17 selon un ordre de parcours prédéterminé des positions 18 dans la matrice 19, notamment en concatenant les valeurs de chaque ligne de la matrice sous la forme d'un vecteur caractéristique 9a. On obtient ainsi l'index de référence 10.
Le système comprend en outre, dans le cas où l'image déterminée 11 est une image couleur comportant des niveaux de couleurs, des moyens de conversion 48 pour convertir au préalable les niveaux de couleurs de l'image déterminée 11 à rééchantillonner en niveaux de gris.
De préférence selon 1 ' invention, les premiers moyens de calcul 38 comprennent en outre des moyens de traitement référence 49a pour calculer l'entropie discrète de la distribution des valeurs de l'index de référence 10. Cette entropie est ci-après dénommée l'entropie marginale de référence 50a.
Le temps de comparaison de deux index est le temps nécessaire pour calculer la distance de comparaison entre lesdits index. En complétant l'index de référence 10 avec cette valeur d'entropie marginale de référence 50a, le calcul de ladite distance de comparaison ne nécessite plus le calcul de la valeur d'entropie de référence 50a. Le temps de comparaison est ainsi réduit.
Il est possible de compléter l'index de référence 10 avec cette valeur d'entropie marginale de référence 50a.
De préférence également selon l'invention, les seconds moyens de calcul 43 pour calculer un index courant 14 d'une image courante 13 comprennent des moyens d'échantillonnage 45 pour ré échantillonner l'image courante 13 en une image courante aux dimensions fixées par avance. Cette image ré-échantillonnée courante est ci-après dénommée l'image courante normalisée 136. Les seconds moyens de calcul 43 comprennent également, pour calculer un index courant 14 d'une image courante 13, des moyens de quantification discrète 46 des valeurs de pixels de l'image courante 13. Après quantification discrète, l'image courante 13 ré-échantillonnée est représentée par une matrice 19 des valeurs des pixels 17. Les seconds moyens de calcul 43 comprennent en outre, pour calculer un index courant 14 d'une image courante 13, des moyens d'ordonnancement 47 pour ranger les valeurs des pixels selon un ordre de parcours prédéterminé des positions 18 dans la matrice, notamment en concatenant les valeurs de chaque ligne de la matrice sous la forme d'un vecteur caractéristique 9b. On obtient ainsi l'index courant 14.
Le système comprend en outre, dans le cas où l'image courante 13 est une image couleur comportant des niveaux de couleurs, des moyens de conversion 48 pour convertir au préalable les niveaux de couleurs de l'image courante 13 à rééchantillonner en niveaux de gris.
De préférence, selon l'invention, les seconds moyens de calcul 43 comprennent en outre des moyens de traitement courant.49b pour calculer l'entropie discrète de la distribution des valeurs de l'index courant 14. Cette entropie est ci-après dénommée l'entropie marginale courante 50b. Il est ainsi possible d'optimiser le temps de comparaison. Il est possible de compléter l'index de courant 14 avec cette valeur d'entropie marginale courante 50b.
La référence 16 a parfois été utilisée pour désigner une image déterminée normalisée qu'il s'agisse d'une image déterminée normalisée 116 ou d'une image courante normalisée 136.
Calcul d'une distance de comparaison d'index
Dans le cas de la première variante de réalisation de l'invention comme dans le cas de la deuxième variante de réalisation, le système comprend des moyens de comparaison 44 pour (i) comparer l'index de référence 10 de l'image déterminée 11 avec l'index courant 14 de l'image courante 13 du flux 3 observé ou pour (ii) comparer les index de référence 10 des images déterminées 11 composant une séquence audiovisuelle déterminée 2 avec les index courants 14 des images courantes 13 du flux 3 observé .
On va maintenant décrire, en se référant aux figures 11 et 12, une forme de réalisation avantageuse des moyens techniques permettant d'effectuer ces comparaisons. A cet effet, il convient d'expliciter la notion de distance de comparaison 29 au sens de la présente invention.
Ainsi que cela a été décrit précédemment, chaque index de référence 10 et chaque index courant 14 se présentent sous la forme d'ensembles ordonnés et finis 21a et 21b de valeurs 20a et 20b. Il est donc possible d'identifier ces valeurs 20a et 20b dans l'index de référence 10 et l'index courant 14, par un système de coordonnées 22.
Le système comprend en outre des troisièmes moyens de calcul 52 pour définir, pour une coordonnée donnée 24 du système de coordonnées 22, un couple de valeur 25, 26 dont la première valeur 25 est la valeur figurant dans l'index de référence 10 associée à la coordonnée donnée 24, et dont la deuxième valeur 26 est la valeur figurant dans l'index courant 14 associé à la coordonnée donnée 24. Les troisièmes moyens de calcul 52 permettent de calculer l'histogramme bi-dimensionnel 27 des couples de valeurs 25, 26 obtenus pour toutes les coordonnées du système de coordonnées de l'index de référence 10 et de l'index courant 14.
Les troisièmes moyens de calcul 52 permettent également de calculer l'entropie discrète dudit histogramme bi- dimensionnel, ci-après dénommée l'entropie de l'histogramme bi- dimensionnel 28.
Les troisièmes moyens de calcul 52 permettent également de calculer une distance de comparaison 29 entre un index de référence 10 et un index courant 14 en formant le rapport entre, au numérateur la somme de l'entropie marginale de référence 50a et de l'entropie marginale courante 50b diminuée de l'entropie de l'histogramme bi-dimensionnel 28, et au dénominateur la somme de l'entropie marginale de référence 50a et de l'entropie marginale courante 50b.
Extraction d' index de référence
La notion de distance de comparaison 29 entre un index de référence 10 et un index courant 14 ayant été explicitée, on est maintenant en mesure de compléter la description de. la seconde variante de l'invention dans le cas d'une forme de réalisation avantageuse, en se référant à la figure 13. Dans le cas de cette forme de réalisation avantageuse, destinée permettre à détection d'une séquence audiovisuelle déterminée 2 dans un flux 3 de séquences audiovisuelles 7, on procède à une phase préalable d'extraction d'index de référence 10 de manière à constituer un ensemble de référence 30.
Pour extraire de la séquence audiovisuelle déterminée 2, composée d'images déterminées 11, les index de référence 10 de la séquence audiovisuelle déterminée 2, le système comprend en outre des quatrièmes moyens de calcul 53. Ces quatrièmes moyens de calcul 53 mettent en œuvre un algorithme de calcul 54 comportant une étape d'initialisation d'un ensemble de référence 30 contenant les index de référence 10 des images déterminées. L'ensemble de référence 30 est initialisé avec l'index de référence 100 de la première image déterminée 110 de la séquence audiovisuelle déterminée 2. L'index de référence 100 de la première image déterminée 110 de la séquence audiovisuelle déterminée 2 constitue le premier index de référence de l'ensemble de référence 30. L'algorithme de calcul 54 comporte en outre :
- (a) l'étape de (i) calculer, pour chaque image déterminée 11 de la séquence audiovisuelle déterminée 2, un index temporaire courant 31 et (ii) de calculer une distance de comparaison 29 entre l'index temporaire courant 31 et le dernier index de référence 32 ajouté à l'ensemble de référence 30,
- (b) l'étape de comparer, à un seuil prédéterminé SE 33, la distance de comparaison 29 entre l'index temporaire courant 31 et le dernier index de référence 32 ajouté à l'ensemble de référence 30,
- (c) l'étape d'ajouter l'index temporaire courant 31 à l'ensemble de référence 30, si la distance de comparaison 29 dépasse le seuil prédéterminé SE 33.
L'index temporaire courant 31 devient alors le dernier index de référence 32 de l'ensemble de référence 30. L'algorithme de calcul 54 comprend en outre l'étape d'itérer les étapes (a) à (c) jusqu'à la fin de la séquence audiovisuelle déterminée 2.
Détection
On va maintenant décrire, dans le cas de la première variante de réalisation, en se référant à la figure 12, la phase finale du processus de détection de l'image déterminée 11, notamment de l'image propriétaire 4, dans - un flux 3 quelconque d'images 6. A cet effet, les troisièmes moyens de calcul 52 comparent à un • seuil prédéterminé SF 65 la distance de comparaison 29 entre chaque index de référence 10 et l'index courant 14 de l'image courante 13 du flux 3 observé. L'image déterminée 11 est réputée détectée dans un flux 3 quelconque d'images 6 lorsque la distance de comparaison 29 entre l'index de référence 10 de l'image déterminée 11 et l'index courant 14 est inférieure au seuil prédéterminé SF 65.
On va maintenant décrire, dans le cas de la deuxième variante de réalisation, en se référant aux figures 14 et 15, la phase finale du processus de détection de la séquence audiovisuelle déterminée 2, notamment de la séquence audiovisuelle propriétaire 5, dans un flux 3 quelconque de séquences audiovisuelles 7. Dans ce cas, le système comprend des moyens d'initialisation 57 pour charger la valeur - 1, moins un, d'une variable T 34, dans un premier registre T"55, et la valeur 0, zéro, d'une variable D 35, dans un second registre D 56.
Le système comprend en outre dans le cas de cette variante de réalisation des cinquièmes moyens de calcul 58 pour calculer, pour chaque index de référence 10 de l'ensemble de référence 30, la distance de comparaison 29 entre l'index de référence 10 considéré de l'ensemble de référence 30 et l'index courant 14 d'une image courante 13 du flux 3 observé.
Si la distance de comparaison 29 ainsi calculée est inférieure à un seuil prédéterminé SD 59 le second registre D 56 est incrémenté de un. Cette condition est ci-après dénommée la condition de détection d'index de référence 10.
L'instant auquel le premier index de référence 10 de l'ensemble de référence 30 de la séquence audiovisuelle déterminée 2 satisfait la condition de détection est ci-dessous dénommé l'instant de la première détection.
Les cinquièmes moyens de calcul 58 sont agencés pour charger dans le premier registre T 55 le temps écoulé depuis l'instant de la première détection si la valeur stockée dans le second registre D 56 est différente de zéro. Les cinquièmes moyens de calcul 58 sont agencés (i) pour itérer le calcul de la distance -de comparaison 29 jusqu'à ce que la valeur stockée dans le second registre D 56 atteigne le seuil prédéterminé SD 59, ou (ii) pour itérer la mise en œuvre des moyens d'initialisation si la valeur stockée dans premier registre T 55 dépasse un seuil prédéterminé ST 60. De sorte que la séquence audiovisuelle déterminée 2 peut être réputée détectée si la valeur stockée du second registre D 56 atteint le seuil prédéterminé SD 59.
On a représenté sur la figure 15 l'organigramme de l'algorithme qui vient d'être décrit.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour identifier une image déterminée (11) et/ou une séquence audiovisuelle déterminée (2) dans un flux (3) quelconque d'images (6) ou de séquences audiovisuelles (7), notamment dans la perspective de pouvoir identifier une image propriétaire (4) dans ledit flux (3) et/ou de pouvoir identifier, de préférence en temps réel, plusieurs séquences audiovisuelles propriétaires (5) dans ledit flux (3) ; ledit procédé comprenant l'étape de calculer, pour chaque image (6), un index se présentant sous la forme d'un ensemble ordonné (21) et fini de valeurs, notamment sous la forme d'un vecteur caractéristique (9), codant le contenu de ladite image (6) ; ledit processus de calcul d'index étant ci- après dénommé le processus d'indexation (39) ; ledit procédé comprenant :
- l'étape de calculer un index de référence (10), en mettant en œuvre ledit processus d'indexation (39) pour ladite image déterminée (11) , ou
- l'étape d'extraire des index de référence (10) de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) , de manière à composer un ensemble de référence (30) d'index de référence (10) ; de sorte que l'on obtient ainsi des index de référence (10) caractéristiques de l'image déterminée (11) et/ou de la séquence audiovisuelle déterminée (2) ; ledit procédé comprenant en outre l'étape de calculer un index, pour des images courantes (13) dudit flux (3) , en mettant en œuvre ledit processus d'indexation (39) pour lesdites images courantes (13) dudit flux (3) ; ledit index étant ci-après dénommé l'index courant (14) ; ledit procédé comprenant l'étape de comparer lesdits index de référence (10) avec l'index courant (14) de l'image courante (13) du flux (3) observé ; de sorte que ledit procédé permet de détecter dans un flux (3) une image déterminée (11) avec une très grande précision, de manière extrêmement rapide, tout en étant robuste à de très fortes altérations photométriques .
2. Procédé selon la revendication 1 ; ledit procédé étant tel que, pour calculer un index d'une image (6), notamment un index de référence (10) et/ou un index courant (14) , il comprend l'étape de ré échantillonner ladite image (6) en une image aux dimensions fixées par avance ; ladite image rééchantillonnée étant ci-après dénommée l'image normalisée (16) ; ledit procédé comprenant en outre, dans le cas où ladite image (6) est une image couleur comportant des niveaux de couleurs, l'étape de convertir au préalable lesdits niveaux de couleurs de ladite image (6) à ré-échantillonner en niveaux de gris ; ladite image normalisée (16) étant représentée par une matrice (19) des valeurs des pixels (17), après quantification discrète desdites valeurs de pixels ; ledit procédé comprenant en outre les étapes suivantes :
- l'étape de ranger lesdites valeurs selon un ordre de parcours prédéterminé des positions (18) dans ladite matrice
(19) , notamment en concatenant lesdites valeurs de chaque ligne de ladite matrice (19) sous la forme d'un vecteur caractéristique (9), de manière à obtenir ledit index.
3. Procédé selon la revendication 2 ; ledit procédé comprenant en outre l'étape de calculer l'entropie discrète de la distribution des valeurs dudit index de référence (10) ou dudit index courant (14) ; ladite entropie étant ci-après dénommée l'entropie marginale de référence (50a) ou l'entropie marginale courante (50b) ; de sorte que l'on optimise ainsi le temps de comparaison ; de sorte qu'il est ainsi possible de compléter ledit index avec cette valeur d' entropie marginale .
4. Procédé selon la revendication 3 ; lesdits index se présentant sous la forme d'ensembles ordonnés (21a, 21b) et finis de valeurs identifiées, dans ledit index de référence (10) et ledit index courant (14) , par un système de coordonnées (22) ; ledit procédé étant tel qu' il comprend en outre les étapes suivantes :
- l'étape de définir, pour une coordonnée donnée (24) du système de coordonnées (22) , un couple de valeurs (25, 26) dont :
• la première valeur (25) est la valeur figurant dans l'index de référence (10) associée à ladite coordonnée donnée (24) , et dont
• la deuxième valeur (26) est la valeur figurant dans l'index courant (14) associé à ladite coordonnée donnée (24),
- l'étape de calculer l'histogramme bi-dimensionnel (27) desdits couples de valeurs (25, 26) obtenus pour toutes, les coordonnées du système de coordonnées (22) de l'index de référence (10) et de l'index courant (14),
- l'étape de calculer l'entropie discrète dudit histogramme bi-dimensionnel, ci-après dénommée l'entropie de l'histogramme bi-dimensionnel (28) ,
- l'étape de calculer une distance de comparaison (29) entre un index de référence (10) et un index courant (14) en formant le rapport entre, au numérateur la somme de l'entropie marginale de référence (50a) et de l'entropie marginale courante
(50b) diminuée de l'entropie de l'histogramme bi-dimensionnel (28), et au dénominateur la somme de l'entropie marginale de référence (50a) et de l'entropie marginale courante (50b) .
5. Procédé selon la revendication 4 ; ledit procédé étant tel que, pour extraire de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) les index de référence (10) de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) , il comprend en outre les étapes suivantes : - l'étape d'initialiser un ensemble de référence (30) contenant lesdits index de référence (10) desdites images déterminées (11) avec l'index de référence (100) de la première image déterminée (110) de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) ; ledit index de référence (100) de ladite première image déterminée (110) de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) constituant le premier index de référence dudit ensemble de référence (30) ; ledit procédé comprenant en outre :
- (a) l'étape de calculer, pour chaque image déterminée (11) de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) , un index temporaire courant (31) et de calculer une distance de comparaison (29) entre ledit index temporaire courant (31) et le dernier index de référence (32) ajouté audit ensemble de référence (30) ,
- (b) l'étape de comparer, à un seuil prédéterminé SE (33) , ladite distance de comparaison (29) entre ledit index temporaire courant (31) et le dernier index de référence (32) ajouté audit ensemble (30);
- (c) l'étape d'ajouter ledit index temporaire courant (31) audit ensemble de référence (30) , si la distance de comparaison (29) dépasse ledit seuil prédéterminé SE (33) ; ledit index temporaire courant (31) devenant le dernier index de référence (32) dudit ensemble de référence (30) ; ledit procédé comprenant en outre l'étape d'itérer les étapes (a) à (c)_jusqu'à la fin de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) .
6. Procédé selon l'une quelconque de revendications 1 à 5 ; ledit procédé étant tel que pour comparer lesdits index de référence (10) avec l'index courant (14) de l'image courante (13) du flux (3) observé, il comprend en outre l'étape de comparer ladite distance de comparaison (29) à un seuil prédéterminé SF (65) ; de telle sorte que dans le cas d'un flux (3) quelconque d'images (6) ladite image déterminée (11) est détectée à la condition que ladite distance de comparaison (29) entre l'index de référence (10) de ladite image déterminée (11) et l'index courant (14) est inférieure audit seuil prédéterminé SF (65) .
7. Procédé selon la revendication 5 ; ledit procédé étant plus particulièrement conçu pour détecter une séquence audiovisuelle déterminée (2) dans un flux (3) quelconque de séquences audiovisuelles (7) ; ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- (a) l'étape d' initialiser une variable T (34) à - 1, l'étape d' initialiser une variable D (35) à 0,
- (b) l'étape de calculer, pour chaque index de référence (10) dudit ensemble de référence (30), ladite distance de comparaison (29) entre ledit index de référence (10) dudit ensemble de référence (30) et l'index courant (14) ; de sorte que si ladite distance de comparaison (29) est inférieure à un seuil prédéterminé SD (59) ladite variable _ D (35) est d' incrémentée de un ; ladite condition étant ci-après dénommée condition de détection d'index de référence (10) . le procédé étant tel que l'instant auquel le premier index de référence (10) dudit ensemble de référence (30) de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) satisfait ladite condition de détection est ci-dessous dénommé l'instant de la première détection ; le procédé comprend en outre les étapes suivantes :
- (c) l'étape d'assigner à ladite variable T (34) le temps écoulé depuis ledit instant de la première détection si la variable D (35) est différente de zéro,
- (d) l'étape d'itérer l'étape (b) jusqu'à ce que ladite variable D (35) atteigne ledit seuil prédéterminé SD (59) ; ou d'itérer l'étape (a) si ladite variable T (34) dépasse un seuil prédéterminé ST (60),
- (e) l'étape de détecter ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) si la variable D (35) atteint ledit seuil prédéterminé SD (59) .
8. Système pour identifier une image déterminée (11) et/ou une séquence audiovisuelle déterminée (2) dans un flux (3) quelconque d'images (6) ou de séquences audiovisuelles (7), notamment dans la perspective de pouvoir identifier une image propriétaire (4) dans ledit flux (3) et/ou de pouvoir identifier, de préférence en temps réel, plusieurs séquences audiovisuelles propriétaires (5) dans ledit flux (3) ; ledit système comprenant :
- des premiers moyens de calcul (38) pour calculer un index de référence (10) pour ladite image déterminée (11) , en mettant en œuvre un processus d'indexation (39), ou
- des premiers moyens d'analyse informatique (40) pour extraire des index de référence (10) de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) , de manière à composer un ensemble de référence (30) d'index de référence (10) ; ledit index de référence (10) se présentant sous la forme d'un ensemble ordonné (21a) et fini de valeurs (20a) , notamment sous la forme d'un vecteur caractéristique (9a), codant le contenu de ladite image déterminée (11) ; de sorte que l'on obtient ainsi un index de référence (10) caractéristique de l'image déterminée (11) et/ou de la séquence audiovisuelle déterminée (2) ; ledit système comprenant en outre :
- des moyens de réception (41) pour recevoir ledit flux (3) d'images (6) ou de séquences audiovisuelles (7) comportant au moins une image déterminée (11) et/ou au moins une séquence audiovisuelle déterminée (2) ,
- des moyens de traitement informatique (42) pour numériser ledit flux (3) d'images (6) ou de séquences audiovisuelles (7) ; ledit système comprenant en outre :
- des seconds moyens de calcul (43) pour calculer un index courant (14) pour des images courantes (13) dudit flux (3), en mettant en œuvre ledit processus d'indexation (39) pour lesdites images courantes (13) dudit flux (3) ; ledit index courant (14) se présentant sous la forme d'un ensemble ordonné (21b) et fini de valeurs, notamment sous la forme d'un vecteur caractéristique (9b), codant le contenu de ladite image courante (13) ; ledit système comprenant en outre :
- des moyens de comparaison (44) pour comparer ledit index de référence (10) de ladite image déterminée (11) avec l'index courant (14) de l'image courante (13) du flux (3) observé ;
.de sorte que ledit système permet de détecter dans un flux (3) une image déterminée (11) avec une très grande précision, de manière extrêmement rapide, tout en étant robuste à de très fortes altérations photométriques .
9. Système selon la revendication 8 ; ledit système étant tel que lesdits premiers moyens de calcul (38) pour calculer un index de référence (10) d'une image déterminée (11) comprennent :
- des moyens d'échantillonnage (45) pour ré échantillonner ladite image déterminée (11) en une image déterminée ré-échantillonnée aux dimensions fixées par avance,
- des moyens de quantification discrète (46) des valeurs de pixels de ladite image déterminée (11) rééchantillonnée de sorte que ladite image déterminée (11) rééchantillonnée est représentée par une matrice (19) des valeurs des pixels (17), après quantification discrète ;
- des moyens d'ordonnancement (47) pour ranger lesdites valeurs des pixels (17) selon un ordre de parcours prédéterminé des positions (18) dans ladite matrice (19) , notamment en concatenant lesdites valeurs de chaque ligne de ladite matrice (19) sous la forme d'un vecteur caractéristique (9a) , de manière a obtenir ledit index de référence (10) ; ledit système comprenant en outre, dans le cas où ladite image déterminée (11) est une image (6) couleur comportant des niveaux de couleurs, des moyens de conversion
(48) pour convertir au préalable lesdits niveaux de couleurs de ladite image déterminée (11) à ré-échantilloner en niveaux de gris .
10. Système selon la revendication 9 ; lesdits premiers moyens de calcul (38) comprenant en outre des moyens de traitement référence (49a) pour calculer l'entropie discrète de la distribution des valeurs dudit index de référence (10); ladite entropie étant ci-après dénommée l'entropie marginale de référence (50a) ; de sorte que l'on optimise ainsi le temps de comparaison ; de sorte que l'on peut ainsi compléter ledit index de référence (10) avec cette valeur d'entropie marginale de référence (50a) .
11. Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 ; ledit système étant tel que lesdits seconds moyens de calcul (43) pour calculer un index courant (14) d'une image courante (13) comprennent :
- des moyens d'échantillonnage (45) pour1 ré échantillonner ladite image courante (13) en une image courante
(13) aux dimensions fixées par avance,
- des moyens de quantification discrète (46) des valeurs de pixels de ladite image courante (13) de sorte que ladite image courante (13) ré-échantillonnée est représentée par une matrice (19) des valeurs des pixels (17) , après quantification discrète ;.
- des moyens d'ordonnancement (47) pour ranger lesdites valeurs des pixels selon un ordre de parcours prédéterminé des positions (18) dans ladite matrice (19) , notamment en concatenant lesdites valeurs de chaque ligne de ladite matrice (19) sous la forme d'un vecteur caractéristique (9b), de manière à obtenir ledit index courant (14) ; ledit système comprenant en outre, dans le cas où ladite image courante (13) est une image (6) couleur comportant des niveaux de couleurs, des moyens de conversion (48) pour convertir au préalable lesdits niveaux de couleurs de ladite image courante (13) à ré-échantilloner en niveaux de gris .
12. Système selon la revendication 11 ; ledit seconds moyen de calcul (43) comprenant en outre des moyens de traitement courant (49b) pour calculer l'entropie discrète de la distribution des valeurs dudit index courant (14) ; ladite entropie étant ci-après dénommée l'entropie marginale courante (50b) ; de sorte que l'on optimise ainsi le temps de comparaison ; de sorte que l'on peut ainsi compléter ledit index courant (14) avec cette valeur d'entropie courante.
13. Système selon la revendication 12 ; lesdits index de référence (10) et lesdits index courant (14) se présentant sous la forme d'ensembles ordonnés (21a, 21b) et finis de valeurs identifiées, dans ledit index de référence (10) et ledit index courant (14) , par un système de coordonnées (22) ; ledit système étant tel que, il comprend en outre des troisièmes moyens de calcul (52) pour :
- définir, pour une coordonnée donnée (24) du système de coordonnées (22), un couple de valeur (25, 26) dont la première valeur (25) est la valeur figurant dans l'index de référence (10) associée à ladite coordonnée donnée (24) , et dont la deuxième valeur (26) est la valeur figurant dans l'index courant (14) associé à ladite coordonnée donnée (24) ,
- calculer l'histogramme bi-dimensionnel (27) desdits couples de valeurs (25, 26) obtenus pour toutes les coordonnées du système de coordonnées (22) de l'index de référence (10) et de l'index courant (14),
- calculer l'entropie discrète dudit histogramme bi- dimensionnel, ci-après dénommée l'entropie de l'histogramme bi- dimensionnel (28) ,
- calculer une distance de comparaison (29) entre un index de référence (10) et un index courant (14) en formant le rapport entre, au numérateur la somme de l'entropie marginale de référence (50a) et de l'entropie marginale courante (50b) diminuée de l'entropie de l'histogramme bi-dimensionnel (28), et au dénominateur la somme de l'entropie marginale de référence
(50a) et de l'entropie marginale courante (50b).
14. Système selon la revendication 13 ; ledit système étant tel que, pour extraire de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2), composée d'images déterminées (11), les index de référence (10) de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) , il comprend en outre des quatrièmes moyens de calcul (53) mettant en œuvre un algorithme de calcul (54) comportant une étape d'initialisation d'un ensemble de référence (30) contenant lesdits index de référence (10) desdites images déterminées (11) avec l'index de référence (100) de la première image déterminée
(110) de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) ; ledit index de référence (100) de ladite première image déterminée
(110) de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) constituant le premier index de référence de l'ensemble de référence (30) ; ledit algorithme de calcul (54) comportant en outre :
- (a) l'étape de calculer, pour chaque image déterminée (11) de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) , un index temporaire courant (31) et de calculer une distance de comparaison (29) entre ledit index temporaire courant (31) et le dernier index de référence (32) ajouté audit ensemble de référence (30) ;
- (b) l'étape de comparer, à un seuil prédéterminé SE (33) , ladite distance de comparaison (29) entre ledit index temporaire courant (31) et le dernier index de référence (32) ajouté audit ensemble de référence (30) ;
- (c) l'étape d'ajouter ledit index temporaire courant (31) audit ensemble de référence (30) , si la distance de comparaison (29) dépasse ledit seuil prédéterminé SE (33) ; ledit index temporaire courant (31) devenant le dernier index de référence (32) dudit ensemble de référence (30) ; ledit algorithme de calcul (54) comprenant en outre l'étape d'itérer les étapes (a) à (c) jusqu'à la fin de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) .
15. Système selon l'une quelconque de revendications
13 ou 14; ledit système étant tel que lesdits troisièmes moyens de calcul (52) comparent à un seuil prédéterminé SF (65) ladite distance de comparaison (29) entre lesdits index de référence
(10) et l'index courant (14) de l'image courante (13) du flux
(3) observé ; de telle sorte que dans le cas d'un flux (3) quelconque d'images (6) ladite image déterminée (11) est détectée à la condition que ladite distance de comparaison (29) entre l'index de référence (10) de ladite image déterminée (11) et l'index courant (14) soit inférieure audit seuil prédéterminé SF (65) .
16. Système selon la revendication 14 ; ledit système étant plus particulièrement conçu pour détecter une séquence audiovisuelle déterminée (2) dans un flux (3) quelconque de séquences audiovisuelles (7) ; ledit système comprenant des moyens d'initialisation (57) pour charger : la valeur - 1 dans un premier registre T (55) , et la valeur 0 dans un second registre D (56) ; ledit système comprenant en outre des cinquièmes moyens de calcul (58) pour calculer, pour chaque index de référence (10) dudit ensemble de référence (30) , ladite distance de comparaison (29) entre ledit index de référence (10) dudit ensemble de référence (30) et l'index courant (14) ; de sorte que si ladite distance de comparaison (29) est inférieure à un seuil prédéterminé SD (59) le second registre D (56) est incrémentée de un ; ladite condition étant ci-après dénommée condition de détection d'index de référence (10) . le système étant tel que l'instant auquel le premier index de référence (10) dudit ensemble de référence (30) de ladite séquence audiovisuelle déterminée (2) satisfait ladite condition de détection est ci-dessous dénommé l'instant de la première détection ; lesdits cinquièmes moyens de calcul (58) étant agencés pour charger dans ledit premier registre T (55) le temps écoulé depuis ledit instant de la première détection si la valeur stockée dans ledit second registre D (56) est différente de zéro ; lesdits cinquièmes moyens de calcul (58) étant agencés pour itérer ledit calcul de ladite distance de comparaison (29) , jusqu'à ce que la valeur stockée dans ledit second registre D
(56) atteigne ledit seuil prédéterminé SD (59) , ou pour itérer la mise en œuvre desdits moyens d'initialisation (57) si la valeur stockée dans premier registre T (55) dépasse un seuil prédéterminé ST (60), de sorte que ladite séquence audiovisuelle déterminée
(2) est détectée si la valeur stockée dudit second registre D
(56) atteint ledit seuil prédéterminé SD (59) .
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