Segmentation d'images couleur par un opérateur gradient vectoriel ...

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GRADIENT COULEUR MULITECHELLE (GCM) POUR LA SEGMENTATION D’IMAGE. Gradient couleur multiéchelle pour la segmentation d'images 1 Multiscale Color Gradient for Image Segmentation par Alfred ANWANDER a, b , Bruno NEYRAN a , Atilla BASKURT c a CREATIS, Unité de recherche CNRS (UMR 5515), affiliée à l'INSERM INSA de Lyon, Bat. 502, 69621 Villeurbanne Cedex b Lafarge Ciments, Centre de Viviers c LIGIM, EA 1899, Université Claude Bernard Lyon 1 Résumé Cet article présente une nouvelle méthode de calcul du gradient d'une image couleur de type vidéo. Ces images multispectrales ont la particularité, soit pour la transmission soit pour le stockage, de présenter une bande passante réduite des composantes couleur par rapport à celle de la luminosité. L'utilisation des méthodes classiques de calcul du gradient multispectral amplifie le bruit présent dans les composantes couleur. Nous reprenons le gradient vectoriel de Lee et Cok [Lee et al., 1991] en introduisant le calcul des dérivées partielles à une échelle différente suivant la composante traitée. Nous montrons qu'une pondération est nécessaire entre les dérivées des composantes couleur et celle de la composante luminosité pour obtenir le gradient couleur multiéchelle (GCM). La mise en œuvre du GCM sur des images microscopiques couleur illustre les avantages de notre méthode. L'apport du GCM est montré avec des résultats de détection de contour effectuée sur l'image gradient. Enfin, une segmentation par contours actifs des cristaux de clinker de ciment (application industrielle) est également mise en œuvre à partir de l'image gradient issu du GCM. 1 Cet article est accepté pour publication dans le revue "Traitement du signal". 32
GRADIENT COULEUR MULITECHELLE (GCM) POUR LA SEGMENTATION D’IMAGE. Abstract This paper presents a new gradient model for video colour images. These multispectral images have the characteristic, either for the transmission or for storage, to present a reduced bandwidth of colour components compared to that of luminosity. The use of traditional methods of determination of the multispectral gradient amplifies the noise from the colour components. We adapt the vector gradient from Lee and Cok [Lee et al., 1991], and introduce the computation of the partial derivatives at different scales according to the resolution of each component. We show that a weight is necessary between the derivatives of colour and luminosity components to obtain the multiscale colour gradient (MCG). The application of the MCG on microscopic colour images illustrates the advantages of our method. The contribution of the MCG is shown with results of edge detection from the gradient image. Finally, segmentation by active contours of crystals in microscopic images of cement clinker (industrial application) is realised using the MCG image. 1. INTRODUCTION Durant les dernières années, l'utilisation de caméras couleur et les traitements d'images couleur se sont considérablement développés. La mise en œuvre de ces traitements se fait en prenant quelques précautions suivant le mode d'acquisition de ces images. Lorsqu'on s'intéresse à l'acquisition d'images couleur (caméra et carte d'acquisition), deux approches différentes peuvent être distinguées : • Soit le traitement numérique d'image couleur est l'objectif premier de l'acquisition. Dans ce cas, le système est composé d'une caméra avec trois capteurs CCD et d'une carte d'acquisition numérisant les signaux distincts RVB (rouge, vert, bleu). Ces trois signaux, ou dans un espace plus perceptuel la luminosité, la teinte et la saturation, présentent la même bande passante et les traitements numériques peuvent être appliqués indifféremment sur chaque composante. • Soit le système d'acquisition répond seulement à un besoin de visualisation et de stockage des images couleur. Il se compose alors, pour des raisons bien compréhensibles de prix, d'une simple caméra couleur mono-CCD associée à une carte d'acquisition comportant un seul convertisseur pour le signal vidéo couleur. Ce type de système permet aussi d'accéder aux signaux "primaires" RVB mais ils ne sont alors qu'artificiellement reconstruits par l'électronique de l'acquisition. La caméra prend directement en compte, au niveau de l'acquisition, les caractéristiques de la vision humaine et principalement le fait que la résolution de la luminosité soit plus grande que celle associée aux composantes couleur. La transmission des images vidéo couleur utilise également ces caractéristiques et réserve seulement une petite partie de la bande passante aux composantes couleur. Dans la littérature sur le traitement numérique d'images couleur, on rencontre généralement l'hypothèse de l'utilisation d'une caméra trois CCD. En pratique, un algorithme de traitement qui utilise une chaîne d'acquisition mono-CCD, comme cela est souvent le cas, doit tenir compte du sous-échantillonnage des signaux de couleur. La numérisation du signal vidéo 33
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BIBLIOGRAPHIE [Beaudot, 1994] W. H.
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BIBLIOGRAPHIE [Hofmänner, 1975] F.
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BIBLIOGRAPHIE [Sapiro et al., 1996]
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