DEVELOPPEMENT D UN LOGICIEL DE FORMATION DE PORTRAITS-ROBOT EN INCLUANT LES FACIES MAGHREBINS

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1 REPUBLIQUE ALGERIEE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MEMOIRE Pésenté pou l'obtenton du dplôme de MAGISTER Flèe: Systèmes Electonques Opton : Technques Avancées en Tatement du Sgnal Advanced Sgnal Pocessng Pa KECHIDA Ahmed Ingéneu d Etat en Electonque DEVELOPPEMET D U LOGICIEL DE FORMATIO DE PORTRAITS-ROBOT E ICLUAT LES FACIES MAGHREBIS Soutenu le 6//003 devant le uy composé de : PRESIDET : A.GUESSOUM Pofesseu Unvesté de Blda EXAMIATEURS : K.ACHOUR Maîte de echeche C.D.T.A.ACHAB Chagé de cous E.M.P RAPPORTEUR : R. BOUMAZA Chagé de cous E.M.P IVITE : A.MESSAOUDI Chef de Bueau Rappochement et Polce-Technque C.G.

2 Remecements Je tens tout d'abod à expme mes emecements à monseu A.GUESSOUM, pofesseu à l'unvesté de Blda d'avo ben voulu accepte de pésde le uy de mon mémoe et e emece auss monseu K.ACHOUR maîte de echeche au C.D.T.A pou l'honneu qu'l ma fat en acceptant de uge mon taval. Mes emecements vont auss au Lt. Col..ACHAB, chagé de cous à l'emp et le Lt. Col. A.MESSOUDI pou leus patcpatons au uy de ma thèse. Je emece auss le Col. H.RESIE chef de l'uer Automatque et le Col. M.GOUIGAH chef de l'uer Electonque, pou leus benvellances et leus sympathes. Je emece également le Col. B.ATROUZ esponsable de l'opton "Technques Avancées en Tatement du Sgnal" ans que l'ensemble de mes ensegnants qu ont déployé tous leus effots pou ma fomaton. Je tens à expme mes vfs emecements et ma pofonde gattude à mon decteu de mémoe, le Docteu R.BOUMAZA, chagé de cous à l'emp pou m'avo dge, assste et m'avo podgue de péceux consels. Enfn, e emece tous mes ams ans que ma pope famlle et patculèement ma mèe et mon papou pou leus ades et leu souten moal.

3 Sommae Table des matèes Intoducton Intoducton Chapte Technques de tatement d'mages I. Généaltés su le tatement d'mages 3 II. Acquston de l'mage 4 III. Caactéstques d'une mage 5 IV. Pétatement et améloaton d'mages 8 V. Modfcaton géométque de l mage 4 VI. Concluson 9 Chapte otons su la textue pou la synthèse de la peau I. Intoducton 0 II. Défnton de la textue 0 III. Famlles des textues IV. Attbuts des textues V. Synthèse des textues 8 VI. Concluson 3 Chapte 3 Le potat-obot I. Généaltés su le potat-obot 33 II. Etude mophologque 35 III. Les phases de éalsaton d'un potat-obot 4 IV. Concluson 46

4 Sommae Chapte 4 Logcels développés I. Intoducton 47 II. Logcel de la fomaton de la base de données 47 III. Logcel fomaton potat-obot 63 IV. Descpton des logcels 68 V. Concluson 74 Concluson Concluson 75 Annexes Annexe I 76 Annexe II 79 Annexe III 9 Bblogaphe Bblogaphe 93

5 Intoducton La echeche des pesonnes a touous ecous à la descpton vebale des dfféents caactèes mophologques et chomatques, des maques patculèes et pafos auss les effets vestmentaes. De nos ous, le sgnalement descptf des ndvdus, en aoutant les empentes dgtales, AD et la photogaphe sgnalétque, sont pou l enquête polcèe des éléments ncontounables pou les dentfcatons. Les sevces de Polce du monde ente possèdent dans leus dfféents fches d mpotants sgnalements de pesonnes. Mas dans la patque, cette somme de ensegnements peut fae naîte des dffcultés consdéables à son explotaton. Le sgnalement des pesonnes ne peut contbue au sevce d une enquête cmnelle que s l on utlse une temnologe pofessonnelle homogène pou déce les caactéstques physques et les sgnes patcules. Les fonctonnaes de polce ne possèdent pas toutes les capactés de déce coectement une pesonne à pat de son aspect et de ses tats caactéstques ou de econnaîte quelqu un à pat d un sgnalement. Sans fomaton, sans patque et sans expéence, ls sont ncapables de dscene et de déce avec pécson l aspect physque et les sgnes patcules d une pesonne. De plus, ces dffcultés sont le plus souvent ncontounables pou un témon auquel l lu est demandé de déce un ndvdu qu l a, dans la plus pat des cas vu où enconté tès bèvement et dans une stuaton exceptonnelle su le plan émotonnel. La polce établt donc des potats-obots à pat des ndcatons founes pa les témons. Le sgnalement est le total d une sée d mpesson : c est donc une mage qu peut ête éalsée pa l ntemédae du langage du potat palé. Le pont de dépat est la décomposton du vsage en une sée d éléments à savo : contou du vsage, font, soucls, yeux, nez, bouche, menton etc Les pemes potats-obots éalsés sont fats à la man ou pa un kt de montage manuel. Ces technques sont généalement tès pénbles, vo fatgantes, le dessnateu dot pafos efae le tout et en tanspotant à chaque fos une banque de données tès lmtée. Apès ces technques d'assemblages manuels et de etouches pa des dessnateus, on dspose d'un système pemettant la éalsaton d un potat-obot nfomatsé.

6 Intoducton Pluseus logcels de fomaton de potat-obot exstent dans le maché tel que le logcel canaden «Faces» (utlsé pa la polce et la gendamee natonale). Le poblème de ces logcels est que leu base de données est femée, contenant des tats facaux popes aux euopéens, amécans et asatques. Donc l est dffcle d'appoche le potat d un maghébn avec un de ces logcels. Pou éponde à un beson natonal, nous allons dans ce taval développe un logcel de fomaton potat-obot en ncluant les facès maghébns. Donc l faut commence pa constue une base de données qu content des tats facaux popes aux maghébns. Dans ce contexte l faut développe un aute logcel qu set à la fomaton de la base de données. Ce mémoe se pésentea de la manèe suvante : Dans un peme chapte, nous allons d abod evo des généaltés su le tatement d mages. Ensute nous pésenteons quelques outls utlsés pou le développement des deux logcels. Un deuxème chapte sea consacé aux notons fondamentales su les textues, telles que leus dfféentes défntons, leus famlles, leus attbuts pou les caactése, et enfn leu synthèse qu a fat obet dans note taval telle que celle de la textue de la peau atfcelle qu est un élément essentel dans la fomaton de la base de données. Un tosème chapte sea consacé à l étude du potat-obot nfomatsé, les dfféentes phases de sa éalsaton et sa base de données d mages éalsée pa les éléments descptfs founs pa les vctmes et les témons. Dans ce chapte, on montea que le potat-obot se pésente comme un outl de taval péceux pou les enquêteus. dans le quatème chapte nous détalleons la méthodologe utlsée pou le développement des deux logcels (fomaton de base de données, fomaton potat-obot) pus nous pésenteons les ntefaces des deux logcels éalsés. Enfn nous allons fnalse note taval pa une concluson. ous espéons que ce mémoe ouva, dans ce domane, l hozon à de nombeux tavaux de echeche.

7 Technques de Tatement d mages I. Généaltés su le tatement d'mages : Les mages consttuent l'un des moyens les plus mpotants qu'utlse l'homme pou communque avec ses semblables. Les effots écents élagssent même cette communcaton aux machnes. Le tatement d'mages est l'ensemble des méthodes qu chechent à ende cette opéaton possble, plus smple, plus effcace, et plus agéable. Le tatement d'mages est né de l'dée et de la nécessté de emplace l'obsevateu human pa la machne. Les mages ont alos été numésées pou pouvo ête tatées pa l'odnateu. On peut de qu'on tate une mage dés los que l'on extat une nfomaton. Le "comment tate l'mage " est en foncton du "pouquo tate l'mage". Autement dt, le type de tatement que subt une mage dépend du but pou lequel est tatée cette mage c'est peut ête l'un des obectfs suvants : Améloe la qualté de l'mage : subectvement la ende plus agéable à l'œl, obectvement c'est améloe son contaste, en fasant essot cetanes fomes ou zones, mnmse l'effet du but, etc... Retouve une mage déale : coge les dstosons géométques ou photométques d'un capteu, coge le flou du à la non stablté de l'appael de pse de vue, etc. Cheche à détecte la pésence de cetanes fomes (contous, textues de modèles connus) sans péseve les autes nfomatons contenues dans l'mage; Rédue la quantté d'nfomaton pa codage ou compesson; Compéhenson de l'mage pou dote la machne de capactés vsuelles. L utlsaton du tatement d mages touche des domanes tès vaés :. La obotque: dont les tâches usant de l magee sont pncpalement le contôle de qualté ans que la obotque moble.. Les technologes bomédcales (médecne) : dont l exemple le plus connu utlsant le tatement d mages est le scanne. 3. L magee aéenne et spatale: dont laquelle les tatements concenent l améloaton des mages satelltes, l analyse de essouces teestes et les analyses météoologques. 3

8 Technques de Tatement d mages A ces tos domanes s en aoutent cependant d autes, nous pouvons cte ente autes l astonome, la physque nucléae et l amement (gudage de mssles). Le tatement numéque des mages se ésume en un ensemble de technques pemettant la tansfomaton des mages numéques. La (fg. -) ésume les dfféentes composantes d une chaîne de tatement d mages. Pétatement Extacton de caactéstques Capteu (Caméa) Image bute Image tatée Fg.- : schéma d'un système de tatement d mages. II Acquston de l'mage : Le ôle du système d'acquston est de tansfome une mage de l'envonnement extene (scène analogque), en une matce de valeus numéques f x, y où x et y sont les coodonnées spatales et f une foncton dont la valeu est popotonnelle à la lumèe ou nveau de gs de l'mage en ce pont. Les moyens d acquston les plus connus peuvent ête classés en deux catégoes pncpales : les caméas et les scannes [].. Le scanne : C'est l'un des péphéques les plus utlsés de l'odnateu. Le scanne eçot la lumèe éfléche pa l'mage éclaée d'une souce lumneuse constante qu est foune pa des tubes lumneux. Ces ayonnements sont ecuells pa un mo ou une lentlle qu émet une tenson popotonnelle à ces denes. Ensute, à l'ade d'un convetsseu, l'nfomaton électque est tansfomée en une nfomaton numéque qu consttue un fche explotable.. La caméa : La caméa est sutout utlsée pou la pse d'mages vdéo, donc dans la cnématogaphe. éanmons elle peut ête utlsée pou l'acquston d'mages dans d autes domanes. Il exste pncpalement deux types de caméa : 4

9 Technques de Tatement d mages Les caméas à tube : Elles sont composées d'une cble photoconductce qu'exploe un fasceau lumneux. L'exploaton se fat lgne pa lgne (balayage). A chaque lgne coespond en sote un sgnal analogque popotonnel à l'ntensté. Les caméas CCD (Chaged Coupled Devce) : Celles-c sont consttuées pa un assemblage de photododes, chacune d'elles délve une ntensté popotonnelle en un pont de l'mage appelé pxel. L'avantage de ce type de caméas est qu'elles podusent un sgnal déà échantllonné, contaement aux caméas à tube qu fount un sgnal contnu qu'l faut échantllonne spatalement pou sole chaque pxel. III. Caactéstques d une mage : L mage est une epésentaton d une pesonne ou d un obet pa la pentue, la sculptue, le dessn, la photogaphe, le flm, etc. C est auss un ensemble stuctué d nfomatons qu, apès affchage su l écan, a une sgnfcaton pou l œl human. Elle peut ête décte sous la fome d une foncton G,de bllance analogque contnue, défne dans un domane boné, tel que et sont les coodonnées spatales d un pont de l mage et G est une foncton d ntensté lumneuse et de couleu. Sous cet aspect, l mage est nexplotable pa la machne, ce qu nécesste sa numésaton [38]. Pam les fomats standads de fche mage exstant, on cte : TGA, PCX, TIF, JPEG et le BMP (le fomat utlsé, sa descpton est donné en (Annexe)). L mage est un ensemble stuctué d nfomatons caactésé pa les paamètes suvants : Pxel [8] : Contacton de l expesson anglase " pctue élément " : éléments d mage, le pxel est le plus pett pont de l mage, c est une entté calculable qu peut ecevo une stuctue et une quantfcaton. S le bt est la plus pette unté d nfomaton que peut tate un odnateu, le pxel est le plus pett élément que peuvent manpule les matéels et logcels d affchage ou d mpesson. La lette A, pa exemple, peut ête affchée comme un goupe de pxels dans la fgue c-dessous: 5

10 Technques de Tatement d mages Fg.- : Repésentaton de l'mage pa pxel (lette A). La quantté d nfomaton que véhcule chaque pxel donne des nuances ente mages monochomes et mages couleus. Dans le cas d une mage monochome, chaque pxel est codé su un octet, et la talle mémoe nécessae pou affche une telle mage est dectement lée à la talle de l mage. Dans une mage couleu (R.V.B.), un pxel peut ête epésenté su tos octets : un octet pou chacune des couleus : ouge (R), vet (V) et bleu (B). Dmenson [6] : C est la talle de l mage. Cette denèe se pésente sous fome de matce dont les éléments sont des valeus numéques epésentatves des ntenstés lumneuses (pxels). Le nombe de lgnes de cette matce multplé pa le nombe de colonnes nous donne le nombe total de pxels dans une mage. Résoluton [8] : C est la claté ou la fnesse de détals attente pa un monteu ou une mpmante dans la poducton d mages. Su les monteus d odnateus, la ésoluton est expmée en nombe de pxels pa unté de mesue (pouce ou centmète). On utlse auss le mot ésoluton pou désgne le nombe total de pxels affchables hozontalement ou vetcalement su un monteu; plus gand est ce nombe, melleue est la ésoluton But [4] : Un but (paaste) sauf contous dans une mage est consdéé comme un phénomène de busque vaaton de l ntensté d un pxel pa appot à ses vosns, l povent de l éclaage des dspostfs optques et électonques du capteu. Contaste [7] : C est l opposton maquée ente deux égons d une mage, plus pécsément ente les égons sombes et les égons claes de cette mage. Le contaste est défn en foncton des lumnances de deux zones d mages. 6

11 Technques de Tatement d mages veau de gs [5] : Le nveau de gs est la valeu de l ntensté lumneuse en un pont. La couleu du pxel peut pende des valeus allant du no au blanc en passant pa un nombe fn de nveaux ntemédaes. Donc pou epésente les mages à nveaux de gs, on peut attbue à chaque pxel de l mage une valeu coespondant à la quantté de lumèe envoyée. Cette valeu peut ête compse pa exemple ente 0 et 55. Chaque pxel n est donc plus epésenté pa un bt, mas pa un octet. Pou cela, l faut que le matéel utlsé pou affche l mage sot capable de podue les dfféents nveaux de gs coespondant. Le nombe de nveaux de gs dépend du nombe de bts utlsés pou déce la " couleu " de chaque pxel de l mage. Plus ce nombe est mpotant, plus les nveaux possbles sont nombeux. Hstogamme : L hstogamme des nveaux de gs ou des couleus d une mage est une foncton qu donne la féquence d appaton de chaque nveau de gs (couleu) dans l mage. Pou dmnue l eeu de quantfcaton, pou compae deux mages obtenues sous des éclaages dfféents, ou encoe pou mesue cetanes popétés su une mage, on modfe souvent l hstogamme coespondant [0] [4]. L hstogamme pemet de donne un gand nombe d nfomaton su la dstbuton des nveaux de gs (couleu) et de vo ente quelles bones est epate la maoté des nveaux de gs (couleu) dans les cas d une mage top clae ou d une mage top foncée. Il peut ête utlsé pou améloe la qualté d une mage (Rehaussement d mage) en ntodusant quelques modfcatons, pou pouvo extae les nfomatons utles de celle-c. ombe de pxels ombe de pxels veaux de gs a b Fg.-3 : hstogamme des nveaux de gs d une mage (a) mage top foncée, (b) mage top clae. veaux de gs 7

12 Technques de Tatement d mages Images en couleus [5] : Même s l est pafos utle de pouvo epésente des mages en no et blanc, les applcatons multmédas utlsent le plus souvent des mages en couleus. La epésentaton des couleus s effectue de la même manèe que les mages monochomes avec cependant quelques patculatés. En effet, l faut tout d abod chos un modèle de epésentaton. On peut epésente les couleus à l ade de leus composantes pmaes. Les systèmes émetteus de la lumèe (écans d odnateus,...) sont basés su le pncpe de la synthèse addtve: les couleus sont composées d un mélange de ouge, vet et bleu (modèle R.V.B.). IV. Pétatement et améloaton d'mage : L mage bute est une stuctue smple dans son ogansaton mas complexe dans son contenu. Cec est du à pluseus facteus, d une pat la gande quantté d nfomatons qu y ésde, d aute pat le nombe mpotant de pocessus de l utlsateu qu tente à ntodue des dstosons ndésables, donc à la dégade. On peut cte comme élément de petubaton: l éclaage qu peut ête top fable et end l mage top sombe, le but électonque nhéent au capteu qu engende une mpécson dans la esttuton des nveaux de gs et la qualté optque de l obectf qu peut engende des abeatons ans que la mse au pont. L améloaton d mages consste en un ensemble de méthodes destnées à améloe l aspect vsuel d une mage. Il exste dfféentes appoches vsant à améloe une mage: Les opéatons basées su l examen de l hstogamme. Le fltage, dont le but est de mnmse l effet du but dans l mage. IV. Bnasaton : C est la tansfomaton de l mage à pluseus nveaux de gs en une mage bnae (à deux nveaux de gs). Elle peut ête éalsée en chosssant un cetan seul, et tous les pxels ayant des valeus nféeues à celu-c devennent nos, tous ceux de valeus supéeues devennent blancs. ous pouvons auss effectue la bnasaton en chosssant un cetan ntevalle [Mn, Max], et les pxels qu se touvent à l ntéeu de ce dene sont focés à et les autes à 0. 8

13 Technques de Tatement d mages Il exste d autes méthodes de bnasaton qu donnent un aspect contnu de l mage bnasée tel que le pocessus de l eeu dffuson de Floyd-Stenbeg []. Cette technque pocède de la manèe suvante. Applque un seullage de la manèe suvante : S G(x, y) > T alos : F(x, y)=55, F(x+, y)=55, F(x+, y)=55. Et l eeu de dffuson est : Deeu = (55 G(x, y)) T. S non : F(x, y)=0, F(x+, y)=0, F(x+, y)=0. L eeu est : s G(x, y) > T 0 : Deeu = G(x, y). S non : Deeu =0. Dffuson de l eeu de la manèe suvante : S x < x max alos : lew = G(x + 3, y) + (Deeu * 7) \ 50. S lew > 55 alos lew = 55 et s lew < 0 alos lew = 0. Et : G (x + 3, y) = lew, G (x + 4, y) = lew, G (x + 5, y) = lew. Et s y < y max : Pou = -3, 0, 3 fae : lew = G (x +, y + ) + (Deeu Coeff) \ 60. Avec : Coeff =, 3, 5 espectvement suvant la valeu de. S lew > 55 alos lew = 55 et s lew < 0 alos lew = 0. Et : G(x +, y + ) = lew, G(x + +, y + ) = lew, G(x + +, y + ) = lew. Le même pocessus est effectué pou chaque pxel de l mage d entée. Avec G(x,y) et F(x,y) espectvement les mages d entée et de sote. T est le seul de bnasaton et T 0 toléance du no. La Fg. -4 monte un exemple où l mage d entée est bnasée avec la technque de Floyd-Stenbe. 9

14 Technques de Tatement d mages Fg.-4 : Image bnasée pa la technque de Floyd-Stenbe. IV. Egalsaton de l hstogamme [] : Dans une mage natuelle qu a été quantfée de manèe lnéae, une maoté de pxels ont une valeu nféeue à la lumnance moyenne. C est pouquo les détals dans les égons sombes sont dffclement peceptbles. Pou ésoude ce poblème on utlse alos une méthode appelée égalsaton de l hstogamme dont le pncpe d égalsaton pocède de la manèe suvante : On pat du nveau zéo et on calcule la valeu cumulée des nveaux suvants dans l hstogamme ognal usqu au moment où la somme est le plus pés possble d une cetane valeu, en généal cette valeu est égale à. f Où f : nombe de pxels moyen, et : dmenson de l mage en pxels. f : ombe de nveaux de gs dans l mage ésultant. La fg-5 lluste le pncpe de l égalsaton d hstogamme et la Fg. -6 monte un exemple d'applcaton de l'égalsaton de l'hstogamme. ombe de pxels ombe de pxels moy Hstogamme de dépat veau de gs gs Hstogamme égalsé Fg.-5 : Pncpe de l égalsaton d hstogamme. veau de gs 0

15 Technques de Tatement d mages Fg. -6 : applcaton de l'égalsaton de l hstogamme. IV. 3 Améloaton du contaste [3] : Les mages de nveau fable de contaste se podusent souvent en ason des états fables ou non unfomes d éclaage ou en ason de la non lnéaté ou du pett ntevalle dynamque du capteu de l mage. Pa exemple la Fg. -7 donne une foncton de tansfomaton de contaste, qu peut ête expmée comme sut : 0 a ( a) va a b (.) ( b) v b b L est le nveau de gs du pxel d entée. Dans les égons où on veut améloe, la pente dot ête supéeu à l unté. Les paamètes a et b peuvent ête obtenus en examnant l hstogamme de l mage. Pa exemple les ntevalles de nveau de gs où les pxels se podusent le plus souvent seont tansfomés pou améloe la vsblté globale d une mage. La Fg. -8 monte un exemple où le contaste est améloé. L v b γ β v a 0 α a b L Fg. -7 : foncton de tansfomaton de contaste

16 Technques de Tatement d mages Fg. -8 : contaste améloé IV. 4 Le fltage : Le but dans une mage numéque est consdéé comme un phénomène de busque vaaton d un pxel solé pa appot à ses vosns. Il peut poven de l éclaage, des dspostfs optques et électonques du capteu ou de l mage ellemême. Pou lutte conte les effets du but, l est nécessae de fae des opéatons de fltage su chaque pxel en tenant compte de son vosnage []. Les opéatons de fltage, qu ont pou obet d atténue l effet du but et fae dspaaîte les défauts et les petubatons contenus dans une mage, sont ndspensables pou une bonne extacton de l nfomaton utle. On dstngue deux types de fltage: le fltage lnéae où la tansfomaton d un pxel est le fut d une combnason lnéae des pxels vosns, et le fltage non lnéae où les pxels vosns ntevennent suvant une lo non lnéae. Fltage lnéae : Pou ce type de fltage, la valeu du pxel cental est calculée selon une combnason lnéae ente les nveaux de gs des autes pxels vosns. Il peut ête ms en œuve en utlsant un masque de la fome suvante : / 9

17 Technques de Tatement d mages Exemple: Image ognale. (a) Image butée. (b) Fg. -9 : Fltage d une mage Image fltée. (c) L applcaton d un flte su une mage event à fae un podut de convoluton ente le flte de talle nxn et d une mage de talle pxp. Cec peut se mette sous la fome suvante. Pou n=3, on a : /9,,, (.), Sont espectvement l mage ognale et l mage fltée. Pou un flte de talle n : n / n /, (.3) n / n / / n /, n /, : est la somme des coeffcents du flte. D autes fltes ont été éalsés en utlsant des coeffcents de pondéaton dfféents tels que: /0 et 3 /6 4 Ces deux fltes accodent plus d mpotance au pxel cental et aux pxels des 4 vosns. L nconvénent de ce type de fltage est que plus le flte est de talle mpotante plus l mage ésultat touve ses dmensons édutes et floue. 3

18 Technques de Tatement d mages Fltage non lnéae : Le pxel ésultat du fltage est obtenu selon une combnason non lnéae ente les pxels vosns. L exemple le plus classque de flte non lnéae est le flte médan de Tuckey [], son pncpe est d aange les valeus des pxels selon l ode cossant ou décossant ensute pende la valeu médane (fg-0) [ ] ouvelle valeu du pxel Fg.-0 : Pncpe du flte médan. Le fltage non lnéae pemet l élmnaton de paastes solés dans l mage sans affecte les contous et l est tès effcace conte le but mpulsonnel. V. Modfcaton géométque de l mage : Une des technques les plus utlsées dans le tatement d mage est la modfcaton géométque telle que la otaton, la tanslaton, modfcaton de la talle de l mage etc. Les technques de modfcaton géométques de l mage sont basées su la modfcaton des adesses des pxels de l mage d entée telle que pou chaque pxel de l mage d entée on lu affecte une nouvelle adesse dans l mage de sote []. V. Tanslaton : La tanslaton de F(u q, v p ) pa appot à son ogne Catésenne pou podue G(x k, y ) mplque le calcul des adesses elatves du décalage ente les deux mages. Les elatons ente les adesses de tanslaton sont x k u t (.4) q x y v t (.5) p y t x et t y sont les constantes de décalage de tanslaton. F(u q, v p ) : pxel de l mage d entée d adesse ( u, vp ) q. 4

19 Technques de Tatement d mages G(x k, y ) : pxel de lmage de sote d adesse ( x k, y ). V. Rotaton : La otaton d une mage pa appot à une ogne Catésenne peut ête accomple pa la modfcaton des coodonnées de chaque pxel dans l mage de sote pa les elatons suvantes : x k u cos v sn (.6) q p y u cos v sn (.7) q p : Angle de otaton de l mage d entée suvant l axe hozontale dans le sens contae d une agulle d une monte. ( u q, vp ) : coodonnées du pxel pa appot au pont de l ogne de la otaton dans l mage d entée. x, y ) : nouvelles coodonnées du pxel apès la otaton de l mage de l entée. ( k Une méthode d ntepolaton est nécessae pou obten l mage de sote fnale, la fgue suvante monte une otaton d une mage de 30. Fg. -0 : otaton de 30 avec une ntepolaton blnéae. V. 3 Changement d échelle : Le changement d échelle d'une mage peut ête obtenue en modfant les coodonnées catésennes de l'mage d'entée selon les elatons: X S u (.8) t y x p q Y S v (.9) 5

20 Technques de Tatement d mages Où Sx et S y sont des coeffcents de zoom, ont des valeus postves et pas nécessaement des entes. S Sx et S y sont de valeus supéeues à l unté alos l mage d entée subt un agandssement, et contaement s S x et S y sont nféeus à l unté alos l mage subt une mnatusaton. Pou généalse, l est nécessae de fae l ntepolaton afn d obten l mage de sote acceptable. V. 4 Re-échantllonnage géométque de l mage : Comme on a vu dans les paagaphes pécédents, le pocessus de calcul de l adesse nvese est habtuellement comme conséquence des ésultats non lnéaes de l adesse qu se touvent ente les valeus connues des pxels de l mage d'entée. Ans, l est nécessae d'estme l'ampltude nconnue de vosns connus. Ce pocessus est lé à la tâche de econstucton d'mage. Dans cette secton, on abode les pocessus géométques généaux dans lesquels des pxels de pxel de ses de e-échantllonnage sote sont estmés pa ntepolaton des pxels d'entée. Et dans un cas spécal où on veut fae un agandssement d une mage pa un facteu de zoom ente on dscute une méthode où est possble d'effectue l'évaluaton de pxel pa la convoluton. Méthodes d ntepolaton : La fome la plus smple d ntepolaton dans le e-échantllonnage est de chos l ampltude du pxel de l mage de sote comme l ampltude du pxel le plus poche dans l adesse nvese dans l mage d entée. Ce pocessus, appelé l'ntepolaton pa plus poche vosn, peut avo comme conséquence une eeu excentée spatale en tant que / untés de pxel. On peut édue cette eeu en utlsant les quate poches vosns dans l ntepolaton. Cette denèe appoche, appelée l'ntepolaton blnéae, est d'ntepole lnéaement le long de chaque lgne d'une mage, et pus ntepole lnéaement ce ésultat dans la decton colonnae []. Le schéma de la fgue (-) lluste le pocessus. Le Pxel estmé est donnée pa : Fˆ (p,q ) ( a)[( b)f(p,q) bf(p,q )] a[( b)f(p,q) bf(p,q )] (.0) 6

21 Technques de Tatement d mages F(p,q) b F(p,q+) a Fˆ (p, q) F(p+,q) F(p+,q+) Ben que les opéatons d ntepolaton hozontales et vetcales soent chacune lnéae, en généal, leu applcaton séquentelle a comme conséquence la suface non lnéae adaptée ente les quate pxels vosns. L'expesson de l'ntepolaton blnéae de l'équaton (.0) peut ête généalsée pou n'mpote quelle foncton R(x) d'ntepolaton. Avec cette généalsaton, l'ntepolaton peut ête consdéée en tant qu'addton de quate pods de fonctons d'ntepolaton : Fˆ (p, q ) F(p, q)r[ a]r[b] F(p, q )R[ a]r[b ] + F(p Dans le cas spécal d ntepolaton lnéae où : R(x) = x x,q)r[ a]r[b] F(p,q )R[ a]r[ b] (.) x 0 0 x (.) En fasant cette substtuton dans l équaton (.) on constate qu elle est équvalente à l équaton d ntepolaton (.0). Typquement, l'ntepolaton est lmtée à un vosnage du Pxel (4 4) pou des asons de complexté de calcul. Le schéma (-) défnt un vosnage bcubque généalsé d ntepolaton dans lequel le Pxel F (p, q) est le vosn le plus poche au Pxel à ntepole. Le Pxel ntepolé peut ête expmé sous la fome suvante : Fg. - : ntepolaton blnéae Fˆ (p,q ) f (p m,q n)rc [(m a)]r c[(n b)] (.3) m n Avec R c (x) foncton bcubque d ntepolaton. 7

22 Technques de Tatement d mages F (p-, q-) F (p-, q) F (p-, q+) F (p-, q+) F (p, q-) F (p, q) F (p, q+) F (p, q+) b a Fˆ ( p, q ) F (p+, q-) F (p+, q) F(p+,q+) F (p+, q+) F (p+, q-) F (p+, q) F (p+, q+) F (p+, q+) Fg. - : ntepolaton bcubque Méthodes de convoluton []: Quand une mage est agande pa un facteu de zoom ente, on peut mplémente l estmaton de pxels pa méthodes de convoluton. Pa exemple, on consdèe un agandssement d une mage pa un facteu de. Cette opéaton peut ête accomple en deux étapes : D abod, l'mage d'entée est tansféée à un algnement dans lequel des lgnes et les colonnes des zéos sont ntecalées avec les données d'mage d'entée comme monté c-dessous. A B C D Vosnage de L mage d entée A B 0 C 0 D Vosnage avec Les zéos ntecalées Ensute, on fat la convoluton des zéos ntecalés avec un des noyaux d'ntepolaton llustés dans la fgue suvante. Peg 4 4 Pyamde Bell Cubc B-splne Fg. -3 : oyaux d'ntepolaton pou un facteu d agandssement =. 8

23 Technques de Tatement d mages Cette opéaton de convoluton dscète peut ête faclement étendue pou des facteus d'agandssement d'ode plus supéeu. Pou un appot de : le noyau de convoluton est de Peg de talle de. Pou de noyau de gande talle, l est effcace de fae le calcul dans le domane de Foue que pa la convoluton. VII. Concluson : La epésentaton des mages fxes est l'un des éléments essentels des applcatons multmédas, comme dans la plupat des systèmes de communcaton. La manpulaton des mages pose cependant des poblèmes beaucoup plus complexes. En effet, l mage est un obet à deux dmensons, censé epésente un espace à tos dmensons, ce qu a deux conséquences maeues: Le volume des données à tate est beaucoup plus mpotant. La stuctue de ces données est nettement plus complexe. Il en ésulte que la manpulaton, le stockage et la epésentaton de ces données se heutent à cetanes lmtatons. Gâce au tatement d mage, ces contantes sont levées ou contounées. En effet, dans ce chapte nous avons pésenté quelques technques de tatement d mage qu ont fat l obet de note taval tel que le fltage qu cheche à suppme des buts ou des pettes vaatons pésentes dans une mage, la modfcaton des caactéstques vsuelles de l mage (contaste,...) ans que la modfcaton des caactéstques géométques de l mage. Un aute aspect de tatement d mage concene l analyse et la synthèse d mage telle que les textues, que l on détallea dans le chapte suvant. 9

24 otons su la textue pou la synthèse de la peau I. Intoducton : La textue est un élément omnpésent dans la éalté. Chaque suface possède sa pope textue. La textue est donc un ndce mpotant dans la pecepton de la natue de la suface obsevée. L'ête human utlse la textue pou la pecepton de l'envonnement, en patcule la econstucton 3D. ous dstnguons auss les fontèes ente les égons de textues dfféentes, même s l'ntensté moyenne est la même dans les deux égons [3]. Dans cetans domanes d'applcaton de la vson atfcelle, l est essentel de pouvo détecte les fontèes ente les dfféentes égons de textue. Pensons smplement à l'analyse de scènes où la textue est utlsée pou dentfe les dfféents types d'obets. En magee médcale, la textue peut sev à caactése les tssus et à l'ade au dagnostque [4]. En echeche d'mages pa le contenu, la textue est un élément mpotant pou touve les mages semblables à une mage donnée []. Mentonnons, comme autes exemples d'applcatons, l'nspecton automatque et l'analyse de documents [3] [4]. II. Défnton de la textue : Pa les exemples pésentés en ntoducton, nous voyons que la textue peut sev de dfféentes manèes. Cette éalté se eflète su la défnton de textue. En effet, aucun consensus ne s'est fomé ca chacun utlse la défnton de textue qu coespond le meux à son applcaton. Il n'exste donc aucune défnton unveselle de la textue [6]. Tuceyan et Jan [4] ctent quelques défntons pses dans dfféents atcles qu démontent ben ce fat. Une de ces défntons pésente la textue comme une stuctue d'éléments épéttfs, appelés pmtves, aangés selon une ègle de placement détemnste ou stochastque. Une textue est une nfomaton qu end compte de l état vsble ou tactle de la suface d un obet : les temes ugosté, contaste, fnesse, égulaté tadusent cette noton de textue. Une textue pésente, à une échelle donnée, le même aspect quelle que sot la zone obsevée. On consdèe alos une mage comme la éalsaton d un pocessus stochastque statonnae : les attbuts statstques caactésant une textue sont nvaants en tanslaton [7]. 0

25 otons su la textue pou la synthèse de la peau III. Famlles des textues : La textue mplque une dstbuton spatale des nveaux de gs. Elle peut ête peçue à dveses ésolutons de l'mage, l'exemple classque de ce phénomène étant le mu de bques. À une dstance lontane, nous apecevons un ensemble de bques placées de façon détemnste, mas à une dstance plus appochée (quelques bques dans le champ de vson), le gan de la bque est mantenant vsble et est peçu comme une textue aléatoe. Une égon est consdéée textuée s elle pésente un gand nombe de pmtves dans cette égon [7]. On enconte alos deux famlles des textues (qu coespondent aux deux gandes classes de textues) : La pemèe dte détemnste fat éféence à une épétton spatale plus ou mons égulèe de motfs élémentaes (texel ou texton) dans dfféentes dectons. Cette appoche stuctuelle coespond à une vson macoscopque des textues (Fg. -) : les tssus écossas ou les peaux de eptles sont des maco-textues. La deuxème dte pobablste cheche à caactése un aspect anachque (aléatoe) mas homogène (mpesson vsuelle) qu ne compend n motf localsable, n féquence de épétton pncpale. Elle coespond à une vson mcoscopque des textues (Fg. -) : la peau humane est pa exemple une mco-textue. Fg. - : Maco-textue Fg. -: Mco-textue Il exste une tosème famlle qu popose une synthèse des deux appoches pécédentes en consdéant la textue comme «une stuctue spatale consttuée de

26 otons su la textue pou la synthèse de la peau l ogansaton de pmtves (ou motf de base) ayant chacune un aspect aléatoe». On a alos une stuctue héachque à deux nveaux. La textue peut ête décte pa des attbuts statstques, syntaxques, mophologques ou qualfcatfs comme unfomté, densté, gossèeté, lnéaté et dectonnalté. IV. Attbuts de textue : Les textues donnent une nfomaton ntene à une égon. Dans des envonnements flous ou petubés, où l nfomaton des contous n est pas une donnée fable, posséde une descpton de l ntéeu d une égon est un atout mpotant. Cela est le cas dans l obsevaton de tssus oganques où l dentfcaton des dfféentes cellules est une ade aux chugens et médecns. De même, dans des envonnements stuctués (domestques, ndustels, ctadns) où les sufaces sont aement unfomes, caactése dfféentes égons gâce à leu textue peut ade à la localsaton et à la navgaton de obots mobles. L analyse de textues pésente donc un ntéêt dans la segmentaton et la classfcaton d mages, la détecton de défauts et auss dans la synthèse atfcelle de textues éalstes [7]. IV. Outls d analyse des textues : Les méthodes classques d analyse de textues sont fotement lées à la catégoe de textues à laquelle on s ntéesse. Pou les maco-textues, on utlsea de péféence des méthodes stuctuelles qu chechent à défn le motf élémentae et à caactése ses ègles et sa féquence de placement. Pou les mco-textues, au caactèe aléatoe mpotant, les méthodes statstques donnent des ésultats ntéessants. Cependant, Il n exste pas de méthodes généales pemettant de tate une gande vaété de textues. Une méthode unque d analyse de textues n est pas assez obuste pou analyse des mages contenant des textues de natues dfféentes ou des textues de même natue mas vues sous dfféentes oentatons ou dfféents gossssements (Fg. -3 et -4) [7].

27 otons su la textue pou la synthèse de la peau Fg. -3 : Image de sable à l échelle «x» Fg. -4 : Image de sable à l échelle «x4» Une textue est une popété qu on ne peut caactése pa l obsevaton à une échelle unque. En effet, une textue peut appote des nfomatons utles à dfféents degés d obsevaton, et ces nfomatons sont généalement ndépendantes d un degé à l aute. O, quelle que sot l échelle de epésentaton (lée à la dstance sépaant la scène et la caméa), l ntepétaton d une scène ne dot pas en ête affectée. Il convent donc d ntége à l analyse de la textue l ensemble des nfomatons ssues d échelles dfféentes. IV. Attbuts statstques des textues : On appelle attbuts statstques les éléments qu caactésent mathématquement les textues. Les statstques peuvent ête d odes vaés mas les plus utlsées sont celles du peme ode et celles du second ode. Les pemèes (moyenne, vaance, entope,...) ne peuvent caactése l aspect textual d une mage, auss nous ne nous ntéessons qu aux secondes. On dspose alos de deux souces qu sont les matces de cooccuence et de longueus de plage pou foun un panel de dx-neuf ndces de textue possbles. Les ctèes d énege et de classement sont un vecteu de cnq de ces ndces. Les quatoze ndces découlant des matces de cooccuence ont été calculés en 973 pa HARALICK, SHAMUGAM, et DISTEI [8], et les cnq ndces découlant des matces de longueu de plages en 975 pa GALLOWAY [9]. 3

28 otons su la textue pou la synthèse de la peau a) Cooccuence Sot une mage I de talle ( x * y ), où chaque pxel a un nveau de gs comps ente et g (ou 0 et g -). Dans note étude, x = y = = 56 et g = 56. La matce de cooccuence de I content les estmatons de pobablté de tanston d un nveau de gs en un nveau de gs ente deux pxels sépaés d une dstance d suvant l oentaton. Elle déct donc, de manèe statstque, les elatons spatales lant deux pxels vosns. La talle d une telle matce pouvant se évéle mpotante, on péfèe manpule des opéateus ou ndces de textue popes à chaque matce (au nombe de quatoze). Ces opéateus donnent une estmaton d une popété de la textue. Pou économse les essouces des calculateus, on fxe la dstance d à, et pou chaque ndce on etent la moyenne des valeus calculées pou les oentatons 0, 45, 90 et 35 [7]. Afn d obten une matce de cooccuence, l convent de ecense les tanstons de nveau de gs tel que monté dans la Fg T(0,0)=4 T(0,)= T(0,)= T(0,3)=0 T(,0)= T(,)=4 T(,)=0 T(,3)=0 T(,0)= T(,)=0 T(,)=6 T(,3)= T(3,0)=0 T(3,)=0 T(3,)= T(3,3)= Image I T(,, d=, =0 ) Fg. -5 : Recensement des tanstons Cette matce est symétque pace que s un pxel de nveau de gs (ndg) est vosn d un aute pxel de ndg alos un pxel de ndg est vosn d un pxel de ndg. Pou la même ason, les temes de la dagonale sont systématquement des nombes pas. 4

29 otons su la textue pou la synthèse de la peau On dvse chaque élément de la matce T pa le nombe total R de tanstons dans une mage. Respectvement, suvant les oentatons 0 /90 et 45 /35, on ecense R * *( -) et R *( -)*( -) dte de cooccuence et est notée p (Fg. -6). tanstons. La matce ésultante est p(0,0)=/6 p(0,)=/ p(0,)=/4 p(0,3)=0 R = *4*(4-) = 4 p(,0)=/ p(,)=/6 p(,)=0 p(,3)=0 p(,0)=/4 p(,)=0 p(,)=/4 p(,3)=/4 p(3,0)=0 p(3,)=0 p(3,)=/4 p(3,3)=/ p(,, d=, =0 ) Fg. -6 : Matce de Cooccuence De cette epésentaton patculèe de l mage découlent : Le moment angulae du second ode : mesue l homogénété de l mage. Dans une mage homogène, tès peu de tanstons sont domnantes. La matce p d une telle mage aua peu d entées mas des temes p(, ) plus mpotants. Le contaste (moment des dfféences) : mesue le contaste ou le nombe de vaatons locales pésentes dans l mage. La coélaton : mesue les dépendances lnéaes de nveaux de gs dans l mage. La somme des caés ou vaance. Le moment des dfféences nveses : mesue l homogénété locale des nveaux de gs dans l mage. La moyenne de la somme. L entope de la somme. La vaance de la somme. L entope (à ne pas confonde avec la statstque du e ode dépendant de l hstogamme). La vaance de la dfféence. L entope de la dfféence. Les deux mesues nfomatves de coélaton. 5

30 otons su la textue pou la synthèse de la peau Le coeffcent de coélaton maxmal. Sont en annexe (II.), une descpton mathématque de ces ctèes ans que des explcatons su leu nomalsaton. b) Longueus de Plage Sot une mage I de talle ( x * y ), où chaque pxel a un nveau de gs comps ente et g (ou 0 et g -). Dans note étude, x = y = = 56 et g = 56. La matce de la longueu de plage (ldp) I content les estmatons de pobablté d un segment de longueu et de ndg pou une oentaton donnée. Le pncpe sous-acent ésde en la epésentaton des mages pa des segments de dote de même lumnance pus à en extae les paamètes tadusant la épatton statstque de ces dfféents segments su l mage étudée. La talle des matces de ldp est g * où g est le nveau de gs maxmum supposé ( g = 56) et la talle maxmale des segments ( = ). Pou chaque ndce, on etent la moyenne des valeus calculées pou les oentatons 0, 45, 90 et 35.[7] Afn d obten une matce de longueus de plage, l convent de ecense les segments homogènes de dfféentes talles tel que monté dans la Fg R(0,)= R(0,)= R(0,3)=0 R(0,4)=0 R(,)= R(,)= R(,3)=0 R(,4)=0 R(,)=0 R(,)= R(,3)= R(,4)=0 R(3,)=0 R(3,)= R(3,3)=0 R(3,4)=0 mage I R(,, =0 ) Fg. -7 : Recensement des segments Chaque pxel n est totalsé qu une seule fos pa matce R, donc la somme des segments pa leu talle est égale au nombe de pxels, à la talle de l mage. g.r(, ) K x y (.). 6

31 otons su la textue pou la synthèse de la peau plages (ldp). Sot SLP la somme des longueus de plage (le nombe des longueus de g SLP R(, ) (.). On dvse chaque élément de la matce R pa SLP pou obten la matce de pobabltés ou de longueu de plage (Fg. -8). p(0,)=/0 p(0,)=/5 p(0,3)=0 p(0,4)=0 SLP = 0 p(,)=/5 p(,)=/5 p(,3)=0 p(,4)=0 p(,)=0 p(,)=/0 p(,3)=/0 p(,4)=0 p(3,)=0 p(3,)=/0 p(3,3)=0 p(3,4)=0 p(,, =0 ) Fg. -8 : Matce des Longueus de Plage De cette aute epésentaton de l mage découlent : L accentuaton des pettes plages : est mpotante s l mage pésente un gand nombe de petts segments. L accentuaton des gandes plages : est mpotante s l mage pésente un gand nombe de segments de gande talle. L hétéogénété des nveaux de gs : pend une valeu mnmale losque les segments sont également épats ente les nveaux de gs. L ntéêt de cet ndce se pote su la épatton des dfféentes longueus de segments pa appot aux dfféents nveaux de gs. L hétéogénété des longueus de plage : pend une valeu mnmale s les segments sont également dstbués ente leus longueus. Cet ndce s ntéesse à la épatton des dfféents nveaux de gs pa appot aux dfféentes longueus de segments. 7

32 otons su la textue pou la synthèse de la peau Le poucentage des plages : est le appot ente le nombe total de segments et le nombe de pxels de l mage. Sont en annexe (II.3), une descpton mathématque de ces ctèes ans que des explcatons su leu nomalsaton. c) Vecteu d attbuts Le vecteu d attbuts est donc consttué de cnq ndces : quate ssus des matces de cooccuence et un des matces de ldp. La coélaton ente chacun des paamètes est élevée (on a edondance d nfomatons) et l est nécessae de sélectonne avec son les paamètes devant caactése les textues. Au dépat, le vecteu se composat des paamètes f, f 5, f 7, f (cooccuence) et R 5 (ldp) : cette confguaton est celle qu donne l nfomaton de textue optmale. Des echeches [7] ont cependant monté que d autes confguatons pouvaent ête auss ntéessantes : f -f -f 5 -f 6 -R 3, f -f -f 5 -f -R 3 et f -f -f 5 -f 0 -R. V. Synthèse des textues : La généaton synthétque de la textue est un secteu de plus en plus actf de echeche dans le gaphsme des odnateus. L'appoche pmae a été de développe les modèles pocéduaux spécalsés qu émulent le pocessus généatf de la textue qu'ls essayent d'mte. V. Méthodes de synthèse de textue : Il exste deux gandes classes de méthodes pou la synthèse des textues [3] : Méthodes stuctuelles : La synthèse stuctuelle des textues consste à pende un Texel détemnste qu sea épété selon quelques ègles de placement détemnste ou aléatoe. La Fg. -9 donne une synthèse stuctuelle d une mage à pat d un Texel donné. Fg. -9 une synthèse stuctuelles à pat d un Texel donné 8

33 otons su la textue pou la synthèse de la peau Méthodes statstques : Dans la synthèse des textues aléatoes on ne pat pas d un motf localsable ou d une féquence de épétton donnée, donc à pat d un échantllon de textue on te quelques caactéstques statstques et à pat de là, on synthétse note textue. Un modèle smple de synthèse de textue est monté dans la Fg. -0 Le champ de textue décoélé en peme pa un flte a (m,n), qu peut ête éalsé à pat de la connassance de la foncton d autocoélaton (FAC). S (m,n) est la FAC, alos u(m,n)*a(m,n) (m,n) est un champ aléatoe non coélé. De plus, ces modèles de champs aléatoes peuvent synthétse des champs de textues aléatoes u s (m,n) losqu ls sont conduts pa le champ aléatoe non coélé (m,n) de densté de pobablté connue [3]. Echantllon de Textue u (m,n) Mesue de La FAC Flte de décoélaton A(z,z ) (m,n) But blanc De Dstbuton Connu A(z,z Fg. -0 : synthèse de la textue on utlsant la décoélaton ) (m,n) u s Donc on peut auss génée des textues aléatoes à pat d un modèle de but chos [3]. Pa exemple la Fg. - monte des textues aléatoes généées à pat d un but unfome et Gaussen. But unfome But Gaussen Fg. - : Généaton de textue à pat d un modèle de but donné 9

34 otons su la textue pou la synthèse de la peau Pluseus d autes algothmes ont été poposés pou pende un échantllon de textue et génée une mage synthétque, qu appaaît aux humans ayant la même textue que l ognale. Pa exemple DeBonet [4], a utlsé des technques statstques de mult-ésoluton pou la synthèse d un échantllon de textue donnée. La Fg. - monte le ésultat de synthèse employé pa DeBonet. Heege et Bege [] étaent motvés pa la echeche dans la pecepton vsuelle des champs de textue. La méthode de Heege et de Bege (HB) a été applquée pou la synthèse de la peau d un vsage human [0]. Le ésultat de la Fg. - monte la synthèse de la textue de la peau pa l algothme HB. Potlla et Smoncell [3] [] ont également employé des statstques d'ode plus supéeu pou la synthèse. Fg. - Synthèses pa une méthode statstque de mult-ésoluton à pat d un échantllon de textue 30

35 otons su la textue pou la synthèse de la peau (Pende deux échantllons de l mage ognale) échantllon ognal échantllon ognal Image synthèse Image synthèse Fg. -3 ésultats de synthèse de la textue de la peau pa l algothme HB Remaque Il exste d autes méthodes qu combnent la méthode statstque et la méthode stuctuelle pou donne les textues mosaïques [3]. 3

36 otons su la textue pou la synthèse de la peau VI. Concluson : Intutvement, la noton de textue peut paaîte famlèe, mas l s avèe apdement dffcle d en donne une défnton pécse. Chacun utlse la défnton de textue qu coespond le meux à son applcaton. On enconte deux famlles de textue la pemèe est la maco-textue, elle est de caactèe détemnste et la deuxème est la mco-textue, elle est de caactèe aléatoe. L analyse des textues oue un ôle essentel dans cetans domanes d applcaton tels que la dscmnaton entes textues, la segmentaton en égons, la synthèse d mage, etc. Pluseus méthodes ont été poposées pou analyse ou caactése une textue, dans ce chapte nous avons pésenté une méthode qu calcule les attbuts statstques qu caactésent meux les textues de type aléatoe. Pou la synthèse des textues, on a vu les méthodes stuctuelles et les méthodes statstques ans que d autes méthodes qu combnent les deux pemèes méthodes. Les textues aléatoes dans la natue, qu est le cas de la textue de la peau humane, sont ben souhatables pou une caactésaton statstque. D où le chox de l utlsaton de l appoche statstque pou génée la textue de la peau humane. Celle c va ête utlsée pou la céaton de la base de données de note logcel (fomaton potat-obot). Le chapte suvant abode les concepts de base de fomaton du potat-obot. 3

37 Le Potat-obot I. Généaltés su le Potat-obot:. Hstoque du Potat-obot: Les potatstes pofessonnels utlsaent dans le peme temps des nstuments de taval smples : un cayon no, une gomme, des feulles blanches et du pape calque. Mnuteusement classées, pluseus centanes de languettes epésentent des pates du vsage : le nez, la bouche, les yeux... photogaphés en no et blanc [5]. Aute matéel utlsé : des centanes de gabats de vsages déà dessnés, de type euopéen, afcan, asatque... onds, ovales, caés... Deux épas classeus contennent la banque de données d'nnombables vsages humans. A la demande des enquêteus ou du uge d'nstucton ou du magstat, le potatste exécute sa msson. Mun de sa tousse de taval et de ses péceux classeus, l se end le plus souvent au domcle des témons ou vctmes d'un holdup, d'un cme, du vol, d'une dspaton. Le potatste nteoge le témon, le met en confance, fat monte d'une patence d'ange afn de écolte un maxmum d'nfomatons. Vsage ond, nez nomal, cheveux blonds... Le témon déct valle que valle le vsage qu'l a vu ou plus généalement entapeçu pouvu que le ou les auteus aent ag à vsage découvet. Dessné de face, le potat-obot est touous appécé pa le témon. Celu-c n'est pas focément satsfat du ésultat. Il vot, l sent qu'l manque quelque chose sans pouvo l'expme. Tenant compte de cette lacune, le potatste aoute "fable à X %" au bas du dessn. Su base de nouveaux témognages, le dessnateu est égulèement amené à exécute pluseus potats-obots dfféents, censés epésente une même pesonne... Ces technques d'assemblages manuels et de etouches sont généalement tès pénbles, vo fatgants, le dessnateu dot pafos efae le tout et en tanspotant à chaque fos une banque de données tès lmtée. Apès ces technques d'assemblages manuels et de etouches pa des dessnateus, on dspose d'un système pemettant la éalsaton d un potat-obot nfomatsé. En ason de sa chesse, de sa souplesse, de la smplcté de son utlsaton, sa base de données d'mages, ntégant un outl de etouches, tadut sous fome gaphque les éléments descptfs founs pa les vctmes et les témons, cet 33

38 Le Potat-obot outl poua ête utlsé pa la polce technque et scentfque ou pa les sevces de sécuté d une manèe généale.. Comment éalse un Potat-obot : Un vsage nomalement consttué est dvsé gossèement en tos pates, ayant des popotons égales, (les cheveux ne sont pas ps en consdéaton du fat qu ls vaent volontaement selon les coupes de cheveux, la vaété des coffues, le pot de peuque, etc ) [5]. Les tos pates sont: Le font : dstance ente la nassance des cheveux aux soucls. Le nez : dstance ente les soucls et les nanes. Le menton : ente les nanes et la ponte du menton. Lmte supéeu du câne. assance des cheveux. Hauteu du font pate de l nseton des cheveux aux soucls. Hauteu de la dstance ente les soucls et les nanes. Hauteu ente la base du nez et la ponte du menton. Fg.3- Les dfféentes pates du vsage. 34

39 Le Potat-obot II. Etude mophologque: La éalsaton d un potat -obot nécesste une pafate connassance de la confguaton du vsage human. Pou cela, une étude mophologque détallée est poposée [5]. Elle compend: Le font avec sa hauteu, sa lageu, son nclnason et ses patculatés. Les soucls avec leus emplacements, leus fomes, leus dectons et leus dmensons. Les yeux avec leus fomes ayonnantes, cénelées ou concentques. Le nez avec sa hauteu, sa salle et sa lageu ans que la fome de la lgne dosale et de l nclnason de sa base, sans ouble ses pncpales patculatés. La bouche avec sa lageu et ses patculatés. Les lèves avec leus hauteus, leus poémnences et leus patculatés. La mâchoe, les zygomes et les paétaux, qu ls soent écatés ou appochés. L ensemble de ces tats s nsct dans un contou généal de la tête qu s appaente à l une des fomes géométques suvantes : Ovale - Rond Caé - Rectangle - etc. Contou généal de la tête : Le contou généal de la tète est appécé de face et de pofl. Vue de face : Oval : Losque le vsage s nsct dans une lgne géométque ovale, les paétaux sont écatés et le menton est pontu. Rond : Losque le vsage s nsct dans une lgne cculae. Caé : Losque la hauteu est sensblement égale à la lageu géométque et le menton légèement hozontal. Rectangulae : Losque la hauteu est nettement supéeue à la lageu. Ovale Rond Caé Rectangulae 35

40 Le Potat-obot. Le font : Le font est la pate supéeue du vsage compse ente la lgne natuelle d nseton des cheveux et les soucls. Il est étudé suvant: La hauteu : qu peut ête, pette, moyenne, gande ou tès gande. L nclnason : qu peut ête, fuyante, ntemédae, vetcale ou poémnente La lageu : qu peut ête, pette, moyenne, gande. Pette Moyenne Gande Tès gande 3. Les soucls : Les soucls sont les salles aquées evêtus de pols se touvant au dessus de l obte de l œl (l ensemble des pols ganssent les acades souclèes) et sont appécés de face. Ils sont examnés suvant: L emplacement : qu peut ête, Rappoché ou Ecaté, Bas ou Haut, Asymétque. Rappoché Ecaté Bas Haut La fome : Rectlgne (lgne dote), Snueux (pésente des epls) ou Fotement aqué (fome coubée). Rectlgne Snueuse Fotement aqué 36

41 Le Potat-obot La dmenson : Coute ou Langue, Etote ou Lnéae, Lage. Coute Langue Etote ou Lnéae Lage 4. L œl : La fente des paupèes lasse apecevo une pate de son blanc qu est la scléotque et un cecle coloé qu est l s au cente duquel se touve la puplle. Il est appécé suvant sa fome qu peut ête: Concentque : le pgment est épat au nveau du cente de l œl. Rayonnante : le pgment a une fome ayonnante. Dentelée : le pgment est tallé sous la fome d une dent. Concentque Rayonnante Dentelée 5. Le nez : Le nez est la pate sallante du vsage, ente la bouche et le font. Cet ogane set de plus à donne au vsage son caactèe patcule. C est un tat des plus sgnalétque. Il est examné du pont de vue: La hauteu : la hauteu du nez s appéce ente la acne et le pont d attache de la nane à la oue. Elle peut ête: pette, moyenne, gande. Pette Moyenne Gande 37

42 Le Potat-obot La salle : la salle du nez est la dstance compse ente le pont d attache à la oue de la nane et le bout du nez. Elle peut ête: pette, moyenne, gande. Pette Moyenne Gande La lageu : la lageu du nez est la plus gande dstance compse ente les deux ales du nez. Elle peut ête, pette, moyenne, gande, tès gande. Pette Moyenne Gande Tès gande 6. Les lèves : Les lèves sont les pates chanues de la bouche qu ecouvent les dents. Elles sont appécées suvant: La hauteu naso-labal : c est la dstance vetcale de la base de la closon du nez à la fente buccale, elle est examnée de pofl au pont de vue de sa dmenson. Il peut ête, pette ou gande. Pette Gande La poémnence : nomalement la lève supéeue est légèement avancée pa appot à la lève nféeue. 38

43 Le Potat-obot Poémnence Sup. Poémnence Inf. gecées (geçues). Les patculatés : Défaut d adhéence, sllon médan accentué, lèves Sup. etoussée Inf. pendante Sllon médan accentué Lèves gecées 7. La bouche : Elle est examnée de face du pont de vue de sa lageu qu est évalué d une commssue et peut ête: La lageu : qu peut ête, pette ou gande. Pette Gande Les patculatés : qu peut ête, pncé (seées ou mnces), bée (habtuellement ente ouvete), a cons elevés ou a cons abassés. Pncée Bée A cons elevés A cons abassés 39

44 Le Potat-obot 8. Mâchoes : Pou les mâchoes peuvent ête, écatées (maxllae nféeu dont l'appaence est tès pononcée) ou appochées (.maxllae nféeu aond et peu maqué). Auss les Zygomes peuvent ête, écatées (os des pommettes sallants) ou appochées (os des pommettes entants). Ecatées Rappochées Ecatés Rappochés 9. Les cheveux: L'ensemble des pols, de dveses fomes et couleus, qu ganssent le sommet de la tête.ls sont appécés suvant: La natue: Dots (les cheveux sont dsposés en lgnes dotes), Ondés (les cheveux sont dsposés en lgnes qu s'abassent et s'élèvent altenatvement), Bouclés (les cheveux sont dsposés en fome d'anneau),cépus(les cheveux sont couts et fsés). Dots Ondés Bouclés Cépus L nseton: Rectangulae (l'nseton des cheveux a une fome ectangulae (angle dot)), Cculaes (l'nseton des cheveux a une fome cculae), En ponte (l'nseton des cheveux a une fome d'une ponte d'agulle). Rectangulae Cculae En ponte 40

45 Le Potat-obot L'abondance: Clasemés (les cheveux sont peu seés), Abondants(le fat d'avo des cheveux exhubéants), Calvtes(Fontale(c'est l'absence de pols su le font),fonto-paentales(c'est l'absence de pols su les zones fontale et paétales)). Clasemés Abondants Calvte fontale Fonto-paétales 0. La moustache : La moustache est la pate de la babe qu est epésentée pa l'ensemble des pols couvant la lève supéeue. Elle peut ête: Clasemée Rectlgne Foune Aquée. La babe : La babe est l'ensemble des pols qu ganssent le menton et les oues. Elle peut ête: En colle Souple Rade Ondée Bouclée Abondante 4

46 Le Potat-obot III. Phases de éalsaton d un Potat-obot : Le Potat -obot est un dévé de la photogaphe sgnalétque. Comme l a été dt pécédemment, l exste des dffcultés à déce le vsage d une pesonne même famlèe de manèe à ce qu elle pusse ête dentfée pa un tes [5]. Apès un peme montage de taval, des coectons sont appotées d apès les emaques fates pa le, ou les témons pou obten une mage qu sea fnalement etouchée et qu dot coesponde aux souvens du témon. L opéaton consste donc à emplace le langage palé et éct habtuel pa un langage mage. D une pat, l faut nsste su le fat que ce pocédé et ses dévés n ont d aute valeu que celle des témognages, et de l aute, ces technques ne founssent amas le " Potat " de l ndvdu echeché, mas seulement une mage donnant des ndcatons su les caactéstques pncpales du vsage. La essemblance du Potat-obot avec le vssage de l ndvdu echeché peut ête bon ou mauvas, l peut appaaîte en cause, les eeus dues à la faglté du témognage vennent s aoute celles nhéentes à la méthode elle même, qu n est pas pafate mas appoxmatve. Le pocédé de éalsaton d un potat -obot est composé de tos phases, pemettant au potatste d explote au maxmum le sens de l obsevaton du témon et d avo ans, à la fn de l opéaton, un ésultat concluant. III. La phase pélmnae : C est la phase la plus mpotante de ce taval. Le potatste, nteoge le témon, le met en confance, fat monte d'une patence d'ange afn de écolte un maxmum d'nfomatons. Le témon déct valle que valle le vsage: vsage ond, nez nomal, cheveux blonds...etc. Ans la sélecton des dfféents tats du vsage choss a donné les ésultats suvants (fg. 3-):. Une calvte totale du câne.. De petts yeux sans aucune anomale. 3. Le contou du menton légèement aond. 4. Un nez de lageu moyenne avec un dos lage. 5. Une moustache foune légèement aquée et gsonnante. 6. Une pette bouche pas top lage. 4

47 Le Potat-obot.Contou du câne. 4.Le nez..yeux et Soucls. 5.Moustache. 3.Contou nféeu du vsage. 6.Bouche. Fg.3- Les dfféentes tats du vsage. III. La phase secondae : A ce stade, l est poposé au témon de sélectonne les vaantes des tats du vsage et les accessoes en commençant pa la fome des cheveux, pus les yeux, le nez, la bouche et temne pa le contou du menton.. Le aout de cheveux gsonnants au nveau des paétaux et su le câne.. Le aout des des fontales et des sllons naso-labales. 3. La moustache plus foune. 4. Dépesson des oues. 5. Une légèe ectfcaton du contou du menton. 43

48 Le Potat-obot Une fos la sélecton achevée, un peme montage pemet d avo une dée vague du ésultat echeché (fg3-3) Fg.3-3 Sélecton des tats du vsage. III.3 La phase fnale : Une fos les phases pécédentes accomples. La fnalsaton du potat est obtenue pa le aout du tent, des des, des ccatses et cetans accessoes (fg. 3-4) pemettant au témon de confme la essemblance la plus poche ente le potat-obot et le potat de l auteu.. L améloaton du tent du vsage.. L augmentaton de la hauteu du font. 3. La modfcaton en cla de la couleu des yeux. 4. Le nocssement des cheveux épas. 44

49 Le Potat-obot 4 3 Fg.3-4 Le potat-obot fnalsé. III.4 Identfcaton: Le potat-obot ans fnalsé et l lu este qu'à dentfe et à compae ce vsage à une base de données d'mages. L'dentfcaton est éalsée pa un système de econnassance des vsages. Identfcaton. Potat obot fnalsé. Photogaphe de compaason. Fg.3-5 Identfcaton du potat-obot fnalsé. 45

50 Le Potat-obot IV. Concluson : Dans ce chapte, nous avons pésenté un système pemettant la éalsaton d un potat-obot, en se basant su des éléments descptfs founs pa les vctmes et les témons, le potat-obot fome un vsage qu sea dentfé et compaé avec ceux enegsté dans la base de vsages pa l ntemédae d un système de econnassance. Pou des asons de apdté opéatonnelle, ce système poua ête nstallé su des mcos odnateus potables pemettant ans, su place, la epoducton défntve des potats- obots mmédatement valdés pa les témons. Il pemet d aguse le sens de l obsevaton chez les pesonnes de tout âge. Ceux qu utlsent cet outl égulèement mémoseont les caactéstques facales des gens sans même s en ende compte et, s ls devaent ête témons d actes cmnels, leus descptons n en seaent que plus fables. C est un nstument utle pou les éducateus et les nstucteus tavallant avec des enfants d âge péscolae ou de nveau élémentae, ces denes peuvent se sev de cet outl dans les actvtés paascolaes qu ls éalsent avec ces eunes ou dans le cade de pogammes éducatfs. Il peut également ête utlsé dans une multtude de métes dfféents qu ne sont pas lés à la péventon de la cmnalté, comme pa exemple ceux de l nduste du dvetssement (agences de dstbuton atstque), de la médecne (chuge plastque) et dans toutes les pofessons de l nduste des sons de beauté elle pemet également de etouve une cetane confguaton géogaphque dans le moutonnement des collnes. Dans le chapte suvant nous allons détalle le développement de la fomaton de la base de données et les technques du montage du potat-obot nfomatsé. 46

51 logcels développés I. Intoducton : Avec le logcel fomaton potat-obot, éalse les potats-obots de cmnels echechés devent un eu d'enfants. Les polces n'ont désomas plus beson de podue eux-mêmes les potats, ca ce logcel le fat à leu place. ote logcel compte pluseus spécmens de nez, des centanes de paes de yeux, etc... Ils sont extats de facès maghébns pa un aute logcel de fomaton base de données. La concepton d un tel outl equet l mplémentaton des technques de tatement et d analyse de l mage et une maîtse de langages de pogammaton dans note cas le Vsuel C et le Mcosoft Vsuel basc 6. II. Logcel de la fomaton de la base de données : ote base de données dot née pluseus spécmens de tats facaux popes au maghébns. De là est l dée de amene des photos d dentté des ndvdus maghébns et à pat de chaque photo on fat l extacton des éléments du vsage (nez, les paes de yeux, etc. ). Les éléments essentels dans un vsage qu font la dfféence ente pluseus aces humanes sont : les paes d yeux, le nez, la bouche, les cheveux. D où le chox de l extacton de ces quate éléments dans note taval. Pou les autes éléments sont pocués de la base de données du logcel «Faces». À chaque fos qu'un élément est extat l est sauvegadé sous fome d mage dans la base de données. Pou la fomaton de la base de données note taval se dvse en tos pates : Céaton des fonds textués de l extacton pou chaque élément du vsage. Pétatement et adaptaton de l mage (photo d dentté). Pocessus de l extacton. II. Céaton des fonds de l extacton pou chaque élément du vsage : On appelle pa le fond un masque avec une cetane fome qu assmle la peau du vsage et au-dessus se pose les éléments extats du vsage sauf que les cheveux son extats su un fond blanc. La Fg. 4-7 monte les dfféents fonds utlsés dans note logcel de fomaton de base de données. Donc pou la céaton des dfféents fonds l faut avo la fome et la textue synthétque de la peau atfcelle. 47

52 logcels développés Le chox des fomes utlsées : Pou le chox des fomes, nous nous sommes nspé des fomes utlsées dans le logcel «Faces» afn d avo les mêmes fomes pou pouvo ntége sa base de données dans note logcel. La Fg. 4- monte les dfféents fomes utlsées. Fond yeux Fond nez Fond bouche Fg. 4 - : les fomes utlsées Synthèse de la textue de la peau : Pou la céaton de note textue de peau nous avons envsagé deux solutons possbles : Dans l'une nous synthétsons la textue à pat d une mage contenant un échantllon de peau pélevé d un vsage. Dans l'aute nous généeons la textue à pat d un modèle de but donné. ous avons etenu la deuxème soluton ca la pemèe donne des textues de peau ben spécfques, donc le poblème état comment chos l échantllon de la peau et su quel ctèe. Cette denèe est souhatable dans le cas où l'on veut epodue un vsage ben spécfque ou pou la synthèse des textues de peau en couleus. En plus la deuxème donne des textues d un aspect atfcel ce qu a été fat pa «Faces». Donc le but est d avo une textue de peau d un aspect généque qu ne caactése aucune ace humane et qu se appoche à la textue employée pa «Faces». Pou la généaton de note textue, nous avons suv les étapes suvantes : 48

53 ombe de pxels Ecole mltae polytechnque logcels développés Pende un échantllon de la textue employée dans le logcel «Faces». La Fg. 4- epésente l échantllon employé pa le logcel «Faces». Echantllon Echelle Echantllon Echelle 4 Fg. 4- : Echantllon de textue employé pa le logcel «Faces». Tace l hstogamme de cette textue et calcule quelques popétés statstques du peme et deuxème ode telles que la moyenne et l écat type (pussance du but). Le schéma de la Fg. 4-3 donne le tacé de l hstogamme ans la moyenne et l écat type de cette textue Moyenne : E 0, 30 Ecat type : 5, veau de gs Fg. 4-3 : l hstogamme de l échantllon de textue de «Faces». 49

54 ombe de pxels Ecole mltae polytechnque logcels développés nous pouvons emaque à pat de l hstogamme de la Fg. 4-3 que l échantllon de cette textue a une dstbuton qu se appoche de la dstbuton Gaussenne avec une moyenne de E 0, 3 et d écat type 5, 7, de là, on a généé note textue avec un but blanc Gaussen de moyenne E 00 et d écat type 6. La Fg. 4-4 epésente un échantllon de note textue et la Fg. 4-5 epésente l hstogamme de cette denèe. Echantllon Echelle Echantllon Echelle 4 Fg. 4-4 : Echantllon de note textue Moyenne : E 00 Ecat type : veau de gs Fg. 4-5 : l hstogamme de l échantllon de note textue 50

55 logcels développés Remaque : Dans note cas, le ésultat de la synthèse dot ête ugé d une manèe vsuelle telle que la dscmnaton vsuelle ente les deux textues. On monte pa la Fg. 4-6 la supeposton de deux textues dans une seule mage. On constate qu'on ne peut pas fae la dscmnaton vsuelle ente les deux textues, et c'est le but echeché. Echelle 4 Echelle Fg. 4-6 : compaason des deux textues. Fnalement on fat le emplssage de la textue dans les tos fomes pécédentes pou obten les fonds employés dans note logcel de fomaton de base de données, ls sont llustés dans la Fg

56 logcels développés Fg. 4-7 : fonds de l extacton de note logcel fomaton de base de données II. Adaptaton et pétatement de l mage : Dans cette phase, l utlsateu améloe et adapte l mage (photo d dentté) afn d obten la melleue qualté possble pou l extacton, et cela en applquant les étapes suvantes :. La conveson en mode nveau de gs : La pemèe phase apès l ouvetue de l mage est de la convet en mode de nveau de gs s elle est en mode couleu afn de l explote.. Dmensonnement de l mage : Cette étape consste à adapte la talle du vsage pa appot à celle du fond de l extacton. Pou cela nous avons utlsé le eéchantllonnage géométque de l mage avec une ntepolaton Bcubque (vo chapte secton 5.4). Le ésultat de la Fg. 4-8 monte un agandssement d une mage pa un facteu de deux. Fg. 4-8 : agandssement de l mage pa un facteu de deux. 5

57 logcels développés 3. Rotaton de l mage : Cette étape n est utlsée que dans le cas d une mage qu pésente un vsage nclné. La Fg. 4-9 monte la coecton de l nclnason du vsage pa otaton de l mage de 5 pa appot à l axe vetcal dans le sens des agulles d une monte. Fg. 4-9 : coecton de l nclnason pa otaton de l mage. 4. Le fltage de l mage : Le fltage consste à suppme le but pésent dans une mage en combnant, pou chaque pxel, les valeus d ntensté su son vosnage. Une pemèe classe d appoches est basée su la edondance d nfomatons. La nouvelle valeu d un pxel est calculée pa moyennage des valeus su un vosnage. Cette opéaton lnéae peut ête vue comme la convoluton dscète de l mage pa un masque. Le moyennage est un flte passe-bas. Rend l mage floue, en patcule les contous. Élmne les dégadatons locales de fables dmensons. Valde losque les obets pésents dans l mage sont de dmensons supéeues aux dégadatons. Les fltes de moyennage ont tendance à ende l mage floue et donc à pede de l nfomaton su les contous caactésés pa des fotes vaatons d ntensté. Pou dmnue cet effet, on ne moyenne plus su le vosnage mas on pend la valeu médane su ce vosnage. C est le flte médan. 53

58 logcels développés Flte non-lnéae. Élmne le but mpulsonnel. Péseve l nfomaton de contou et peut ête applqué téatvement. Élmne les contous tès fns. Un vosnage adapté pemet de lmte cet effet. Dans note logcel on a mplémenté les deux fltes. La Fg. 4-0 monte un ésultat de fltage pa les deux fltes. Image butée pa Un but Gaussen Fltage pa un flte Moyenneu de talle 3 3 Image butée pa Un but mpulsonnel Fltage pa un flte Médan de talle 3 3 Apès 5 passages. Fg. 4-0 : fltage des mages pa les deux types de flte 5. Améloaton du contaste : Pou des mages de nveau fable de contaste, on auste ce dene en utlsant la foncton Sgmoïde donnée pa l'équaton suvante : 54

59 logcels développés S(, ) exp(g (f I(, ))) (4.). I (, ) : veau de gs de l'mage d'entée nomalsé ente 0 et. S (, ) : mage de sote. g : commande la valeu du contaste (valeu ntodute pa l'utlsateu ente et 0). f : valeu de coupue de nveau de gs nomalsée au suet dont le contaste est augmenté ou dmnué (ntodute pa l'utlsateu). On peut auss améloe l mage pa un allongement du contaste qu est donné pa l équaton (.). Avec : a = 85, b = 60, V a = 70, V b = 70. Le chox des paamètes a, b et V a, V b est fat de façon à améloe l appaence globale du vsage et l adapte à la textue employée dans note logcel. La fgue suvante monte l améloaton d une mage de fable contaste avec la combnason des deux appoches. Ognale Améloée Fg. 4- : Améloaton du contaste. Remaque : On peut améloe le tent du vsage afn de l adapte au fond de l extacton, en augmentant (vsage bun) ou dmnuant (vsage blanc) le nveau de chaque pxel de l mage. 55

60 logcels développés II.3 Pocessus de l extacton : Le pocessus de l extacton consste à sélectonne une égon où se touve l élément du vsage qu on veut extae pa exemple la bouche et la tansfée (colle) dans le fond appopé.. La sélecton : La sélecton est défne pa un ensemble de ponts donnés pa l utlsateu (pontage pa sous su l mage). Apès avo temné la sélecton, le pogamme feme le tacé (contou de la égon sélectonnée) pa une appoxmaton polygonale et écupèe les coodonnées de tous les ponts du tacé dans un tableau. La égon est défne dans ce tableau. La Fg. 4- monte la sélecton de la bouche à pat d un vsage. Fg. 4- : sélecton de la bouche Remaque : Pou avo une bonne qualté d extacton l faut fae une sélecton avec le plus gand nombe de ponts possbles tel que appoche les ponts de la sélecton pou évte des sélectons de type polygonale.. La supeposton de la égon sélectonnée su le fond : Apès avo défn la égon, son contenu est copé et collé su le fond comme le monte la Fg

61 logcels développés Fg. 4-3 : supeposton de la bouche su le fond Comme on le emaque dans la Fg. 4-3 l n y a pas d homogénété ente la égon collée et le fond (on peut dstngue le fond de la égon). Un ésultat pael est tès gênant ca l ne donne pas un aspect éalste de la chose. Pou sumonte ce poblème et pou ben ntége la égon avec le fond, nous avons pensé à applque ce que nous avons nommé contou dégadé (pogessf). Contou dégadé (pogessf) S l on a deux égons dans une mage et que la lmte qu les sépae est ben dstnguable, pou ésoude ce poblème on peut applque un flte qu fat la dégadaton des contous ente les deux égons. Pou ce fat on a chos les fltes qu donnent un aspect de flou à l mage ce qu condut à la pete d nfomatons su les contous tel que le flte moyenneu. Pou avo une dégadaton on modfe la valeu des pxels dectement su l mage d entée, suvant l équaton : I(, ) (m,n) h(m, n) I( m, n) Avec : h(m,n) (m,n) (4.). (4.3). Avec : I l mage d entée, h le masque du flte, le vosnage utlsé. La Fg. 4-3 monte un ésultat de dégadaton de deux égons en utlsant un flte moyenneu de talle

62 veau de gs Ecole mltae polytechnque logcels développés Fg. 4-3 : dégadaton pa un flte moyenneu de talle 3 3. Pou ben vo l évoluton de la dégadaton on peut tace une lgne de l mage en foncton du nveau de gs Pxels Fg. 4-4 : évoluton des dégadatons d une lgne d mage Pou améloe ce ésultat on a augmenté la talle du flte à 9 9, comme le monte la Fg. 4-5 et

63 veau de gs Ecole mltae polytechnque logcels développés Fg. 4-5 : dégadaton pa un flte moyenneu de talle Pxels Fg. 4-6 : évoluton des dégadaton d une lgne d mage ous avons mplémenté un note flte tel que le flte Gaussen à tte compaatf. Les coeffcents du flte de Gauss de talle t t sont donnés pa l équaton suvante [] : Avec : t. 6 h(x, y) t - t - (x - ) (y ) exp[- ] (4.4). 59

64 veau de gs Ecole mltae polytechnque logcels développés La Fg. 4-7 monte un ésultat de dégadaton avec le flte de Gauss de talle 9 9. Fg. 4-7 : dégadaton pa un flte Gaussen de talle Pxels Fg. 4-8 : évoluton des dégadaton (flte de Gauss de talle 9 9). On emaque que le flte gaussen donne auss de bons ésultats et ces denes s améloent au fu et à mesue que l on augmente la talle du flte. Dans note cas, pou des asons de temps de calcul nous avons chos le flte moyenneu de talle 3 3. Pou avo le contou dégadé on n applque pas le flte de dégadaton su toute l mage mas su la zone ou se touve le contou qu sépae les égons, tel que pou chaque pxel du contou on pend un vosnage de pxels et on applque le flte su l ensemble de ces pxels. 60

65 logcels développés On applque le contou dégadé su l mage de la Fg. 4-3, avec un flte moyenneu de talle 3 3 et de vosnage = 5 pou l améloe, comme le monte la Fg Fg. 4-9 : extacton de la bouche avec le contou dégadé. 3. L outl de fnalsaton : ous avons constaté des cas où l y a des buts gênants su l élément extat comme des taches de lumnostés ou des gans, que l on ne peut pas élmne pa fltage, comme le monte la Fg Fg. 4-0 : ez extat pésent des buts gênants. 6

66 logcels développés De là nous avons pensé à mplémente un outl qu agt dectement su la zone ou la tache où se touve le but. Et ça en fasant un balayage de la zone concenée à l ade de la sous, tel que chaque pxel ponté est modfé de la manèe suvante : I(, ) I (, ) : pxel ponté. T : défnt le vosnage. T T ( I( m, n) ) b(t) (T ) mt nt (4.5) b (t) : but blanc Gaussen de moyenne nulle et de vaance égale à. : coeffcent de l ntensté du but. Remaque : On aoute du but Gaussen à la moyenne pou donne l aspect de la peau humane dans la zone modfée. L ntensté du but est lassée au chox de l utlsateu afn de pouvo tate pluseus vaétés de taches pésentes dans l mage. On applque cet outl pou améloe l mage de la Fg. 4-0, avec un vosnage de T = 7. Le ésultat est llusté dans la Fg. 4-. Fg. 4- : mage améloée pa l outl de coecton. ous pouvons auss applque cet outl pou améloe la qualté du contou dégadé dans cetans cas où la sélecton est mauvase (sélecton polygonale). La Fg. 4- monte l améloaton dans le cas d une mauvase sélecton. 6

67 logcels développés Ognale Améloé Fg. 4- : contou de sélecton améloée pa l outl de coecton. III. Logcel fomaton potat-obot : ote potat-obot peut ête fomé à pat de 6 types d éléments, cetans sont nécessaes tands que l autes sont optonnels, tel que les des, les lunettes, etc. Un échantllon de chaque type d éléments est epésenté en Annexe (III). Le logcel Fomaton potat-obot consste à fae le montage du potat suvant les éléments sélectonnés de la base de données pa un utlsateu (suvant le témognage d un témon), tel qu à chaque fos l utlsateu sélectonne un élément est automatquement aouté à la fomaton du potat-obot. ote logcel dot appote des possbltés de modfcaton de l élément sélectonné suvant le beson, tel que un agandssement ou dmnuton de la talle, écatement ou étécssement des yeux, austement de la poston. Donc le développement du logcel fomaton potat-obot nécesste d mplémente des technques de montage et de modfcaton de l élément sélectonné. III. Opéaton de supeposton ente mages : La supeposton ente deux ou pluseus mages a pou but de fae le montage ente pluseus mages dans une seule mage telle que assemble pluseus obets stués dans dfféentes mages dans une seule mage avec une cetane couleu de tanspaence. ous envsageons pluseus opéatons algébques smples (addton, soustacton, multplcaton.), que l on effectue couamment ente deux ou pluseus mages. Il s agt encoe d opéatons ponctuelles pusque la valeu attbuée à chaque pxel de l mage de sote ne dépend que du pont de mêmes coodonnées 63

68 logcels développés de chacune des mages concenées, sans nteventon des ponts vosns. Pam ces opéatons la multplcaton et mnmum pemettent de fae un montage ou supepose deux ou pluseus mages de manèe dfféentes. Multplcaton de deux mages : La multplcaton sauf dans des cas patcules dot s applque pou appoche la supeposton de deux calques. L mage ésultat contenda des valeus de nveau de gs tès gandes. Il faut donc pouvo ecale l mage ente 0 et 55 nveaux de gs, c'est-à-de dvsé patout pa 55. Cette nomalsaton demande donc généalement un paamète supplémentae. Le ésultat de la multplcaton donne comme en éalté la supeposton de deux tanspaents. S on veut fae la multplcaton de pluseus mages on a qu a fae la multplcaton des deux pemèes mages ensute fae la multplcaton de l mage ésultat avec la tosème mage et ans de sute usqu'à la denèe mage. La fgue (4-3) monte la supeposton de deux mages pa multplcaton. Image (a) Image (b) Image (ab) Fg. 4-3 : multplcaton des deux mages. Mnmum ente deux mages : Il exste d autes opéatons ente deux mages, notamment la compaason pa les valeus mnmales. Cette opéaton peut avo un cetan ntéêt tel que la supeposton ente mages. A tte d exemple nous avons applqué ces opéatons su les mages des Fg. 4-4(a) et 4-4(b). Évdemment l mage ésultat est obtenue en penant pxel à pxel la valeu mnmale ente les deux nveaux de gs (Fg. 4-4). 64

69 logcels développés Image (a) Image (b) Mn(Image (a), Image (b)) Fg. 4-4 : ésultat du mnmum ente les mages -5(a) et -5(b). III. Technques de montage : Une technque smple a été poposée pou fae un montage du potat-obot [5]. Elle consste à fae le mnmum ente l mage de l élément sélectonné et l mage du potat- obot et ans de sute pou chaque nouvelle sélecton. ous avons constaté que cette technque pésente deux nconvénents maeus : Cette technque ne donne pas la possblté de even en aèe tel que s un type d élément est déà sélectonné, on ne peut plus le change ou le suppme. Pa exemple s l utlsateu a éalsé un potat, et dans la phase fnale l a constaté que le nez chos ne convent pas, pou le change l faut efae tout le taval. L opéaton mnmum chose ne donne pas de bons ésultats, dans cetans cas où le type d élément ne content pas la textue de la peau (le nveau de gs de ces éléments est supéeu à celu des éléments textués) tel que les des, les cheveux blanc les lunettes, ect Pou sumonte ces deux nconvénents nous avons pocédé de la manèe suvante : Employe 6 mages calques (une mage pou chaque type d élément), tel que chaque élément sélectonné est affché dectement su une mage calque pope à son type. Le calque gade son mage usqu à une nouvelle sélecton de son type, l écase l mage pésente et l la emplacea pa la nouvelle. On classe les 6 calques, en patant des éléments textués ves les éléments non textués. Le montage se fat à pat des 6 calques, tel qu on fat le mnmum ente le peme calque usqu au dene calque des éléments textués en sute la multplcaton usqu au 6 ème calque. Le schéma de la Fg. 4-6 ésume le développement du logcel fomaton potat-obot. 65

70 logcels développés Remaque : Cette opéaton est épétée à chaque sélecton. S l on veut suppme un élément pésent dans le potat, on n a qu à vde son pope calque et efae le montage. III.3 Modfcaton de l élément sélectonné : ote logcel appote des aangements des éléments sélectonnés afn de etace un gand nombe de vsage possbles. On offe à l utlsateu les optons d aangements suvants : Ecatement et appochement des yeux. Agand et édue la talle de cetans éléments. Monte ou descende la poston d un élément su le potat. Remaque : Apès la modfcaton d un élément, l mage va ête affchée dans son calque appopé et on efat le montage. III.4 Pésentaton du potat-obot : L mage du potat-obot est donnée pa le ésultat du montage sous la fome d une mage de qualté photogaphque ou d une mage en tats qu lu donne l allue d un dessn. L mage en tats est donnée pa bnasaton de l mage du potat-obot en utlsant le pocessus de l eeu dffuson de Floyd-Stenbeg [] avec le seul de bnasaton T = 60 et la toléance du no T 0 = 50. La Fg. 4-5 monte les deux epésentatons du potat-obot données pa note logcel. Qualté photogaphque Image en tats Fg. 4-5 : epésentaton du potat-obot donnée pa note logcel 66

71 logcels développés Base de données Yeux ez Bouche Lunette Sélecton d un élément Affchage de l élément sélectonné ou modfé dans son mage calque appopé 3 6 Montage Modfcaton de l élément sélectonné Potat-obot Fg. 4-6 : pocessus de fomaton d un potat-obot. 67

72 logcels développés IV. Descpton des logcels : Pou la éalsaton des deux logcels, nous avons utlsé deux langages de pogammaton, le Mcosoft Vsual C et le Mcosoft Vsual Basc 6. Le Vsual Basc 6 est utlsé pou la céaton des ntefaces (bae d outls, menus, fenêtes). Le Vsual C pemet de éalse des bblothèques dynamques de fonctons (fches DLL) qu seont appelées pa le Vsual Basc. Ans on a fat appel à quelques fonctons des API 3 de Wndows pou la éalsaton des deux logcels. IV. Descpton du logcel fomaton de base de données : ous avons nommé note logcel de fomaton de base de données pa «Maghébn faces data extacton». Il possède le menu suvant (Fg. 4-6) : Fg. 4-7 : Menu du logcel fomaton de base de données L nteface utlsateu du logcel consste en un ensemble de boutons, menus et fenête qu pemettent de fae la fomaton de la base de données. 68

73 logcels développés Ouv : Pemet de chage une photo. Zoom : Dmensonnement de l mage. Rotaton : Rotaton de l mage. Pétatement de l mage : Offe des outls pou le pétatement de l mage avant l étape de l extacton. Déplacement : Pemet le déplacement de l mage on utlsant la sous. Pécédant / suvant : Pemet de even ves l étape pécédente ou alle ves l étape suvante apès chaque opéaton effectuée su la photo chagée. 69

74 logcels développés Chox du fond de l extacton : Pemet d affche le fond d extacton chos dans l'mage ésultat. Extacton : Pemet de fae la sélecton su la photo (Clck su le bouton gauche de la sous) et l extacton ves l'mage ésultat (Clck su le bouton dot de la sous). L outl de fnalsaton : Pemet de fae des coectons su l élément extat. Efface le tacé : Pemet d efface le tacé actuel pou fae un nouveau tacé. Enegste : Enegste l élément extat. 70

75 logcels développés Impme : Impme l élément extat. Ext : Qutte l applquaton. IV. Descpton du logcel fomaton de potat-obot : ous avons nommé note logcel de fomaton de potat-obot «WOUDJOUH.0». Il possède le menu suvant (Fg. 4-7) : pa Fg. 4-8 : Menu du logcel fomaton potat obot 7

76 logcels développés L nteface utlsateu du logcel consste en un ensemble de boutons, menus et fenête qu pemettent de fae la fomaton de la base de données.. Bae d outls : Enegste : Pemet la sauvegade des modfcatons fates au potat-obot. Impme : Lance le pocessus d mpesson. Plen écan : Pemet l affchage du potat-obot. Efface : Efface le contenu du potat-obot. Illustaton aux tats : Pemet d affche le potat-obot en mode mage tats.. Sélecton des types d éléments : Les boutons comps dans la secton des types d éléments pemettent de sélectonne les éléments pou cée le potat-obot. A chaque type d élément coespond des sous catégoes qu sont affchées su les pages de la sélecton. 7

77 logcels développés 3. Secton de sélecton : La secton de sélecton fat appaaîte des mages édutes des sous catégoes coespondant aux éléments du potat sélectonné dans la secton des types d éléments. 4. Secton de contôle : Monte/descende l élément : La glssèe de poston pemet l austement de la poston des dfféents éléments su le potat-obot. Rappoche/écate : Les boutons «appoche/écate» pemettent d auste la dstance ente les yeux. Rédue/agand : Les boutons «édue/agand» pemettent d auste la talle de cetans éléments comme le nez, la bouche, la babe, la chevelue et la moustache. 73