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

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GRADIENT COULEUR MULITECHELLE (GCM) POUR LA SEGMENTATION D’IMAGE. Notons que cette pondération globale des composantes chrominance C b et C r n'influe pas la teinte T arctan C / C des objets qui reste caractéristique pour la détection des CbCr contours. La pondération des composantes couleur proposée dans cette étude est différente de l'approche de Carron [Carron, 1995] qui pondère la couleur de chaque pixel en fonction de la saturation (ou chroma) locale ( r b = ) S CbCr 2 b 2 r = C + C . Seuls les points avec une saturation supérieure à un seuil sont utilisés pour le gradient couleur. Pour ces pixels, l'influence de la luminance est fortement réduite afin de limiter l'influence des ombres dans les images. Les images microscopiques de notre application ne contiennent pas d'ombre. Elles sont acquises dans un environnement de laboratoire très contrôlé (éclairage, composition des images et coloration des objets). La luminance ainsi que la chrominance doivent être prises en compte de la même façon dans toute l'image. 4.3 Détermination du module et de la direction du gradient La matrice M de la forme quadratique ( 7 ) est égale au produit matriciel D T D des dérivées partielles : avec ⎛ E = D T D = ⎜ ⎝ F F ⎞ ⎟ G⎠ M ( 19 ) = ⎛ ⎜ ⎝ ∂Y ∂x 2 ⎛ ∂Y ⎞ E = ⎜c ⎟ ⎝ ∂x ⎠ F ∂Y ∂y 2 ⎛ ∂Y ⎞ G = ⎜c ⎟ ⎝ ∂y ⎠ α ⎞ ⎟ ⎠ α 1 1 ⎛ ∂C + ⎜c ⎝ ∂x α 1 + c 2 b ⎛ ⎜ ⎝ ⎛ ∂C + ⎜c ⎝ ∂y 2 ⎞ ⎟ ⎠ ∂C b ∂x 2 ⎞ ⎟ ⎠ b α α 2 ∂C ∂y 2 ⎛ ∂C + ⎜c ⎝ ∂x b ⎞ ⎟ ⎠ α 2 r ⎛ ∂C + ⎜c ⎝ ∂y 2 ⎞ ⎟ ⎠ + c r 2 ⎞ ⎟ ⎠ 2 α α 2 ⎛ ⎜ ⎝ ∂C 2 r ∂x ∂C r ∂y ⎞ ⎟ ⎠ α 2 ( 20 ) Comme dans le cas de l'approche vectorielle, la matrice M ( 7 ) de la forme quadratique des variations vectorielles permet de calculer la direction θ 1 ( 9 ) du GCM comme celle du vecteur propre associé à la plus grande valeur propre λ 1 ( 10 ) de M . Le module carré du GCM est une fonction des valeurs propres λ 1,λ 2 ( 12 ). La Figure 17 résume notre approche depuis l'acquisition jusqu'au calcul du GCM sous forme d'un schéma bloc. 44
GRADIENT COULEUR MULITECHELLE (GCM) POUR LA SEGMENTATION D’IMAGE. Objets Caméra couleur S-vidéo Numérisation Codage couleur RGB PAL YC b C r Y UV Filtre passe bas Acquisition de l'image RGB Transformation couleur Gradient Combinaison vectorielle Pondération Dérivée numérique Module Direction Calcul du gradient couleur multiéchelle (GCM) * 1 * c * c Deriche α 1 Deriche α 2 Deriche α 2 Dérivées pondérées Dérivées partielles Figure 17. - Schéma complet de l'acquisition jusqu'à la détermination des caractéristiques du GCM. L'opérateur GCM proposé a pour caractéristiques principales : • La prise en compte d'une bande passante réduite pour les composantes couleur dans l'image vidéo produite par une caméra couleur mono-CCD et/ou transmis comme signal vidéo (PAL, SECAM, NTSC). • L'utilisation du filtre dérivateur de Deriche séparément sur les composantes luminance et couleur en adaptant la fréquence de coupure à la bande passante de chacune des composantes. • La pondération plus importante des composantes couleur pour privilégier l'effet de la couleur par rapport au contraste en luminance. • Le calcul du GCM conduit également à la détermination de la direction du gradient multicomposantes. 5. SEGMENTATION PAR APPROCHE CONTOUR La segmentation par approche contour peut être faite à partir de l'image de gradient par détection des contours ou par application d'un contour déformable initialisé automatiquement ou manuellement. Ces approches sont ici mises en œuvre sur les images vectorielles en utilisant l'opérateur GCM. 5.1 Détection des contours Pour la détection et la localisation des contours dans une image de gradient vectoriel, deux approches existent. Cumani [Cumani, 1991] recherche les zéros de la dérivée du gradient couleur suivant la direction du gradient, appelée dérivée seconde directionnelle. Une autre mise en œuvre de cette méthode est réalisée par Alshatti [Alshatti et al., 1993]. Dans notre cas, nous cherchons, comme dans une image monochrome, les maxima locaux du GCM dans la direction calculée par notre opérateur. Le suivi des contours est ensuite réalisé dans la direction orthogonale au GCM avec seuillage par hystérésis [Canny, 1986]. Les opérateurs classiques de la 45
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PUBLICATIONS DE L’AUTEUR [18] A.
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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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