EP1523730B1

Method and system for calculating a transformed image from a digital image

Abstract

A processing system and method for producing formatted information related to appliances of an appliance chain. This appliance chain includes at least one image-capture appliance and/or at least one image-restitution appliance for capturing and/or restituting an image on a medium. The system and method produce formatted information related to geometric distortions of at least one appliance of the chain. Fixed characteristics of the appliances and/or variable characteristics depending on the image can be taken into account. The fixed characteristics and/or the variable characteristics can be associated with one or more characteristic values, especially the focal length and/or the focusing. Then, measured formatted information related to the geometric distortions of the appliance are produced from a measured field. The system and method are applicable to photographic or video image processing, in optical devices, industrial controls, robotics, metrology, etc.

EP1523730B1, drawing sheet 1
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Expired 5 June 2022, 4.3 years ago.

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26 claims: 2 independent, 24 dependent

  1. 1
    Procédé pour calculer une image transformée composée de pixels ci-après désignés pixels transformés (PXTR.1 à PXTR.m) à partir d'une image numérique (INUM) composée de pixels ci-après désignés pixels numériques (PXnum.1 à PXnum.m) et d'informations formatées (IF) relatives à une transformation géométrique, notamment des informations formatées (IF) relatives aux distorsion et/ou aberrations chromatiques (P5) d'une chaîne d'appareils (P3); ledit pixel transformé étant caractérisé par une position transformée (pxtr) et une valeur transformée (vxtr), ledit procédé comprenant l'étape de calculer ladite image transformée (ITR) à partir d'une approximation (CAPP) de ladite transformation géométrique, le procédé comprenant à cet effet l'étape de calculer les valeurs (vxtr) desdits pixels transformés (PXTR.1 à PXTR.m) en mettant en oeuvre un algorithme général de la manière suivante :- on sélectionne des pixels transformés, ci-après désignés pixels transformés initiaux (PXINIT.1 à PXINIT.4), - on applique les processus suivants pour lesdits pixels transformés initiaux pour obtenir des blocs de pixels numériques initiaux (BPINIT.1 à BPINIT.4) et des positions numériques initiales (pninit.1 à pninit.4) : processus (a), processus de sélection (ET1, ET2) dans ladite image numérique, à partir desdites informations formatées, pour chaque position transformée initiale (px), d'un bloc de pixels numériques initial (BPINIT.i), processus (b), processus de calcul (ET3), à partir desdites informations formatées (IF), pour chaque position transformée initiale (px), d'une position numérique initiale (pninit.i) dans ledit bloc de pixels numériques (BPINIT.i), processus (c), processus de calcul (ET4) pour ladite position transformée initiale (px) de ladite valeur de pixel transformée initale en fonction des valeurs des pixels numériques (pninit.1) dudit bloc de pixels numériques (BPINIT.i) et de ladite position numérique (pninit.i);- on applique à chaque pixel transformé (PXTR.i) autre que les pixels transformés initiaux (PXINIT.1 à PXINIT.4) un algorithme optimisé comprenant les processus suivants : processus (d), processus de sélection d'un bloc de pixels numériques (BPNUM.i) dans ladite image numérique, à partir desdits blocs numériques initiaux (BPINIT.1 à BPINIT.4), et processus (e), processus de calcul d'une position numérique (pnum.i) dans ledit bloc de pixels numériques (BPNUM.i), à partir desdits blocs numériques initiaux et/ou à partir de chaque position transformée initiales (px.1 à px.4), processus (f), processus de calcul de ladite valeur de pixel transformée (PXTR.i) en fonction des valeurs des pixels numériques dudit bloc de pixels numériques (BPNUM.i) et de ladite position numérique (pnum.i);lesdites informations formatées comprenant des paramètres ;lesdits paramètres permettant de choisir au moins une fonction mathématique liée à ladite transformation géométrique ;la ou lesdites fonctions mathématiques permettant de calculer ledit bloc de pixels numériques et ladite position numérique à partir de ladite position transformée.
  2. 2
    Procédé selon la revendication 1 ;ledit procédé étant mis en oeuvre avec des moyens de traitement matériel et/ou logiciel ;ledit algorithme optimisé mettant en oeuvre exclusivement des données entières ou virgule fixe.
  3. 3
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 ;ledit procédé comprenant en outre l'étape de quantifier lesdites positions numériques (QU1) pour obtenir des positions numériques quantifiées.
  4. 4
    Procédé selon la revendication 3; ledit procédé comprenant en outre l'étape de calculer des blocs de coefficients (Ca à Cn et CA à CN); lesdits processus (c) et (f) étant réalisés en :- utilisant ladite position numérique quantifiée (QU1) pour sélectionner un bloc de coefficients (Ca à Cn et/ou CA à CN), - calculant ladite valeur de pixel transformé à partir dudit bloc de coefficients et dudit bloc de pixels numériques.
  5. 5
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 ;les processus de calcul (c) et (f) de la valeur de pixel transformé étant également applicables à une autre transformation que ladite transformation géométrique, notamment l'atténuation du flou de ladite image.
  6. 6
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ;ladite image numérique provenant d'un capteur ayant plusieurs canaux ;lesdits canaux pouvant être combinés pour produire des plans couleur (IMr à IMb) ;les processus de calcul (c) et (f) de la valeur de pixel transformé permettant également de combiner lesdits canaux afin d'obtenir lesdits plans couleur.
  7. 7
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ;ladite image numérique étant composée de plans couleur ;ledit procédé étant tel que, pour corriger les aberrations chromatiques, on applique à chaque plan couleur une transformation géométrique différente.
  8. 8
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 ;ledit procédé comportant en outre l'étape de combiner ladite transformation géométrique avec une autre transformation géométrique variable selon ladite image numérique, notamment un zoom.
  9. 9
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 ;lesdites informations formatées dépendant de caractéristiques variables selon l'image numérique, notamment la taille de ladite image numérique;ledit procédé comprenant en outre l'étape de déterminer la valeur desdites caractéristiques variables, pour ladite image numérique;lesdits processus (a) et (b) utilisant lesdites informations formatées dépendant de la valeur, ainsi déterminée, desdites caractéristiques variables ;de sorte que la mise en oeuvre du procédé pour des informations formatées dépendant d'une caractéristique variable est ramené à la mise en oeuvre du procédé pour des informations formatées ne dépendant d'aucune caractéristique variable.
  10. 10
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ;lesdites informations formatées étant liées à des défauts de distorsion et/ou aberrations chromatiques de ladite chaîne d'appareils ;lesdits paramètres étant liés à un champ mesuré.
  11. 11
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 ; ladite image transformée présentant une différence avec l'image obtenue par application de ladite transformation géométrique à ladite image numérique; ledit procédé comprenant en outre les étapes suivantes :- l'étape de choisir un seuil, - l'étape de choisir l'algorithme général et/ou l'algorithme optimisé et/ou les points transformés initiaux, de telle sorte que ladite différence soit inférieure audit seuil.
  12. 12
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 11; ladite image transformée présentant une différence avec l'image obtenue par application de ladite transformation géométrique à ladite image numérique; ledit procédé comprenant en outre les étapes suivante :- l'étape de choisir un seuil, - l'étape de choisir l'algorithme général et/ou l'algorithme optimisé et/ou les points transformés initiaux et/ou la quantification des positions numériques quantifiées, de telle sorte que ladite différence soit inférieure audit seuil.
  13. 13
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 ;ledit procédé comprenant en outre l'étape de trier lesdites positions transformées de telle sorte que lesdits blocs de pixels numériques sélectionnés par lesdits processus (a) et/ou (d) aient un nombre moyen de pixels numériques communs déterminé.
  14. 14
    Système pour calculer une image transformée (ITR) composée de pixels ci-après désignés pixels transformés (PXTR.1 à PXTR.m) à partir d'une image numérique (INUM) composée de pixels ci-après désignés pixels numériques (PXnum.1 à PXnum.m) et d'informations formatées (IF) relatives à une transformation géométrique, notamment des informations formatées relatives aux distorsion et/ou aberrations chromatiques (P5) d'une chaîne d'appareils (P3), ledit pixel transformé étant caractérisé par une position transformée (pxtr) et une valeur transformée (vxtr), ledit système comprenant des moyens de calcul (MC) pour calculer ladite image transformée (ITR) à partir d'une approximation (CAPP) de ladite transformation géométrique, ces moyens de calcul étant utilisés pour calculer les valeurs (vxtr) desdits pixels transformés en mettant en oeuvre - des moyens pour sélectionner des pixels transformés, ci-après désignés pixels transformés initiaux (PIINIT.1 à PINIT.4), - des moyens de traitement informatique comportant un algorithme général comprenant les processus suivants pour lesdits pixels transformés initiaux (BPINIT.1 à BPINIT.4) pour obtenir des blocs de pixels numériques initiaux (BPINIT.1 à BPINIT.4) et des positions numériques initiales (pninit.1 à pninit.4) :processus (a), processus de sélection dans ladite image numérique, à partir desdites informations formatées, pour chaque position transformée initiale (px), d'un bloc de pixels numériques initial (BPINIT.i), processus (b), processus de calcul, à partir desdites informations formatées, pour chaque position transformée initiale (px), d'une position numérique initiale (pninit.i) dans ledit bloc de pixels numériques initial (BPINIT.i), processus (c), processus de calcul pour ladite position transformée de ladite valeur de pixel transformée initiale en fonction des valeurs des pixels numériques initiales dudit bloc de pixels numériques initial et de ladite position numérique initiale (pninit.i);- des moyens de traitement informatique pour appliquer à chaque pixel transformé (PXTR.i) autre que les pixels transformés initiaux (PXINIT.1 à PXINIT.4) un algorithme optimisé comprenant les processus suivants processus (d), processus de sélection d'un bloc de pixels numériques (BPNUM.i) dans ladite image numérique, à partir desdits blocs numériques initiaux (BPINIT.1 à BPINIT.4) et/ou à partir de chaque position transformée initiale (px.1 à px.4)" processus (e), processus de calcul d'une position numérique (pnum.i) dans ledit bloc de pixels numériques (BPNUM.i), à partir desdits blocs numériques initiaux et/ou à partir de chaque position transformée initiale (px.1 à px.4) " processus (f), processus de calcul de ladite valeur de pixel transformée (PXTR.i) en fonction des valeurs des pixels numériques dudit bloc de pixels numériques et de ladite position numérique, lesdites informations formatées comprenant des paramètres ;lesdits paramètres permettant de choisir au moins une fonction mathématique liée à ladite transformation géométrique ;la ou lesdites fonctions mathématiques permettant de calculer ledit bloc de pixels numériques et ladite position numérique à partir de ladite position transformée.
  15. 15
    Système selon la revendication 14 ;ledit algorithme général ou ledit algorithme optimisé étant exécuté par des moyens de traitement matériel et/ou logiciel ;ledit algorithme optimisé mettant en oeuvre exclusivement des données entières ou virgule fixe.
  16. 16
    Système selon la revendication 14 ou 15 ;ledit système comprenant en outre des moyens de traitement informatique (MC, QU1) pour quantifier lesdites positions numériques de manière à obtenir des positions numériques quantifiées.
  17. 17
    Système selon la revendication 16; ledit système comprenant en outre des moyens de calcul pour calculer des blocs de coefficients (Ca à Cn et CA à CN),; lesdits processus (c) et (f) étant réalisés en :- utilisant ladite position numérique quantifiée pour sélectionner un bloc de coefficients (Ca à Cn et/ou CA à CN), - calculant ladite valeur de pixel transformé à partir dudit bloc de coefficients et dudit bloc de pixels numériques.
  18. 18
    Système selon l'une quelconque des revendications 14 à 17 ;les processus de calcul (c) et (f) de la valeur de pixel transformé étant également applicables à une autre transformation que ladite transformation géométrique, notamment l'atténuation du flou de ladite image.
  19. 19
    Système selon l'une quelconque des revendications 14 à 18 ;ladite image numérique provenant d'un capteur ayant plusieurs canaux ;lesdits canaux pouvant être combinés pour produire des plans couleur (Imr à IMb) ;les processus de calcul (c) et (f) de la valeur de pixel transformé étant tels qu'ils permettent également de combiner lesdits canaux afin d'obtenir lesdits plans couleur.
  20. 20
    Système selon l'une quelconque des revendications 14 à 19 ;ladite image numérique étant composée de plans couleur ;ledit système étant tel que, pour corriger les aberrations chromatiques, lesdits moyens de traitement informatique permettent d'appliquer à chaque plan couleur une transformation géométrique différente.
  21. 21
    Système selon l'une quelconque des revendications 14 à 20 ;ledit système étant tel que lesdits moyens de traitement informatique permettent de combiner ladite transformation géométrique avec une autre transformation géométrique variable selon ladite image numérique, notamment un zoom.
  22. 22
    Système selon l'une quelconque des revendications 14 à 21 ;lesdites informations formatées dépendant de caractéristiques variables selon l'image numérique, notamment la taille de ladite image numérique;ledit système comprenant en outre des moyens de traitement informatique pour déterminer la valeur desdites caractéristiques variables, pour ladite image numérique;lesdits processus (a) et (b) utilisant lesdites informations formatées dépendant de la valeur, ainsi déterminée, desdites caractéristiques variables.
  23. 23
    Système selon l'une quelconque des revendications 14 à 22 ;lesdites informations formatées étant liées à des défauts de distorsion et/ou aberrations chromatiques de ladite chaîne d'appareils ;lesdits paramètres étant liés à un champ mesuré.
  24. 24
    Système selon l'une quelconque des revendications 14 à 23 ;ladite image transformée présentant une différence avec l'image obtenue par application de ladite transformation géométrique à ladite image numérique;ledit système comprenant en outre de moyens de traitement informatique permettant de mettre en oeuvre un algorithme général et/ou un algorithme optimisé et/ou des points transformés initiaux de telle sorte que ladite différence soit inférieure à un seuil choisi.
  25. 25
    Système selon l'une quelconque des revendications 14 à 24 ;ladite image transformée présentant une différence avec l'image obtenue par application de ladite transformation géométrique à ladite image numérique;ledit système comprenant en outre des moyens de traitement informatique permettant de mettre en oeuvre un algorithme général et/ou un algorithme optimisé et/ou des points transformés initiaux et/ou la quantification des positions numériques quantifiées de telle sorte que ladite différence soit inférieure à un seuil choisi.
  26. 26
    Système selon l'une quelconque des revendications 14 à 25;ledit système comprenant en outre des moyens de traitement informatique pour trier lesdites positions transformées de telle sorte que lesdits blocs de pixels numériques sélectionnés par lesdits processus (a) et/ou (d) aient un nombre moyen de pixels numériques communs déterminé.
Independent claims26