APPLICATIONS
Binarisation d'images
Deux solutions ce probl me
Image binarization : two solutions for this problem
Alain CHEHIKIAN
Laboratoire de Traitement d'images et Reconnaissance de Formes, LTIRF/INPG, 46, ave-
nue F lix-Viallet, 38031 GRENOBLE CEDEX .
Professeur l'Universit Joseph Fourier de Grenoble, directeur du laboratoire TIRF de l'ENSERG/INPG . Domaines de
recherches : Lecture Optique (Th se de Doctorat s Sciences, 1977), Traitement d'image, Vision par ordinateur,
Architectures de machines de Vision .
R SUM
Nous nous int ressons une classe d'images repr sentatives d'objets sombres dispos s sur un fond clair ou inversement .
L'image analogique d livr e par un capteur traduit g n ralement tr s mal cette propri t : d faut d' clairage, inhomog n it
de r ponse du capteur, nature m me de l'image, et un proc d classique de d cision par comparaison un seuil ne peut
convenir dans l'immense majorit des cas . Nous proposons deux algorithmes performants pour r soudre ce probl me . Le
premier proc de par une analyse multifr quence pour d finir si un pixel appartient ou non un objet . Le second proc de
par apprentissage d'un seuil local et classification des pixels sur la base de ce seuil .
Binarisation d'image, repr sentation multi chelle, repr sentation multifr quence, apprentissage du seuil .
MOTS CL S
SUMMARY
We are concerned with images representing dark objects located on a clear background or reciprocally . The analog image issued
from the scanning hardware does not exhibit such a property because of non uniform illumination, non ideal resolution
characteristics of the scanner and also because of the nature of the image itself . Simply thresholding such an image cannot solve
the problem . We propose two approaches to solve the image binarization problem . The first one uses a multispectral analysis to
define those pixels lying into a dark object . The second one uses a local threshold learning process to classify pixels belonging
or not to a dark object.
Image binarization, multiscale representation, multispectral representation, threshold learning .
KEY WORDS
Introduction
Nous nous int ressons dans ce qui suit une classe
d'images repr sentatives d'objets de faible r flectance
dispos s sur un fond de r flectance plus lev (ou
inversement) . Cette classe d'images se rencontre en
lecture optique o les caract res sont noirs et le
fond habituellement blanc . On la rencontre gale-
ment dans des sc nes industrielles o gr ce un
clairage artificiel, on cherche distinguer un objet
particulier parmi d'autres en exploitant ses caract ris-
tiques de r flectance . On notera cependant que ces
deux classes d'images diff rent par le fait que les
caract res alphanum riques sont des objets structure
de trait : une des dimensions est tr s inf rieure la
dimension dans une direction perpendiculaire, ce qui
n'est g n ralement pas le cas des objets industriels .
En outre, lorsqu'on traite des caract res alphanum ri-
ques, l' paisseur des traits ainsi que leur longueur
maximale est connue a priori, au moins approximati-
vement ; cette information peut tre utile, et est utili-
s e, dans certains algorithmes de binarisation qui ne
sont donc pas applicables aux images repr sentatives
de sc nes industrielles . Les solutions que nous propo-
serons par la suite au probl me de la binarisation
Traitement du Signal
volume 6 - n 1
- 1989
59
BINARISATION D'IMAGES
n'utiliseront pas ce t pe d'information, leur applica-
tion sera donc a priori possible tant au
structure de trait : caract res alphanum riques, des-
. ., qu'au images d'objets de
sins, empreintes digitales .
forme quelconque,
la condition toutefois de respec-
ter des contraintes minimales concernant le contraste .
images
1. Le probl me de la binarisation
au fond
chantillonn
blanc
gal
objets l' tait
un seuil suppos
tous les pi els de niveau
ce seuil et
Binariser une image c'est convertir une image (signal)
et
analogique (le fait que le signal soit
ne modifie pas de mani re essentielle sa
num ris
nature vis- -vis du probl me qui nous concerne) non
id ale d livr e par un capteur en une image binaire
id ale. Le probl me serait simple si le niveau de gris
associ
tait uniforme, le niveau de gris
galement et si ces niveau
associ au
de gris taient suffisamment diff rents pour que, par
connu, on puisse
comparaison
de gris
tiqueter
tous les pi els
sup rieur ou
de niveau de gris inf rieur
ce m me seuil . Dans la
pratique, cette situation id ale ne se rencontre que
de gris associ s au fond
tr s rarement. Les niveau
l'autre de l'image
et au
soit de mani re inh rente au support du fond et des
objets, soit par d faut d' clairage, soit par la nature
m me du capteur dont la r ponse n'est pas homog ne.
A cela, il faut ajouter le bruit introduit par le capteur
d'une part, l' lectronique associ e d'autre part.
Consid rons la figure 1 o
d'ordonn e
repr sente le niveau de luminosit
du pel de coordonn e ( ,
on a repr sent ; une ligne
I
ou niveau de gris
o d'une image analogique 1( ,
objets diff rent d'un point
noir
), o
).
it ratif et donc difficilement impl mentables en temps
r el . Or, qu'il s'agisse d'application en lecture optique,
ou qu'il s'agisse de vision industrielle, le temps r el
s'av re une caract ristique indispensable .
Une fa on plus classique de r soudre ce probl me
calculer de mani re d namique un seuil
consiste
tant une mo enne du niveau de gris
local, comme
sur un environnement particulier autour de chaque
pi el. Sur la figure 1, la ligne pointill e repr sente un
seuil d namique ainsi calcul . On trouvera dans [2]
sur cette m thode . N anmoins,
un algorithme bas
ces m thodes supposent qu'on d finisse la taille de
l'environnement sur lequel le calcul de la mo enne
sera effectu ,
c'est- -dire que l'on dispose de
connaissances a priori sur la taille des objets noirs .
C'est la cas des caract res alphanum riques
la
condition toutefois qu'il e iste une certaine uniformit
dans les tailles, ce ne sera par e emple pas le cas des
documents commerciau ou m me de la page de titre
de cet article .
White et Rohrer [2] proposent une alternative qui
utiliser le signe d'un laplacien pour marquer
consiste
les points d'entr e et de sortie d'un objet noir au
de l'image. Un point
cours d'un bala age selon
d'entr e est reconnu par le passage du laplacien d'une
une valeur n gative, un point de
valeur positive
par la situation inverse . Sur
sortie sera caract ris
la figure 1, on a repr sent
l' volution du laplacien
o). L'algorithme est videmment tr s int ressant
L ( ,
il permet une impl mentation mat -
dans la mesure o
rielle en temps r el pour un co t mod r . Cependant,
les performances sont alt r es en pr sence de bruit
susceptible de perturber le laplacien qui comme toutes
bruits de
les op rations de d rivation est sensible au
haute fr quence . L'algorithme peut alors oublier une
s quence d'entr e dans un objet noir ou au contraire
une s quence de sortie d'un objet noir . On peut rem -
dier
ce d faut en prenant en compte l'information
a priori sur la dimension des objets rencontr s au
cours d'un bala age selon
de l'image . On perd alors
le caract re de g n ralit propre
solutions au
Nous proposons dans ce qui suit deu
probl me de la binarisation qui n'impliquent pas que
l'on fasse d'h poth se sur la taille des objets. Le
premier de ces algorithmes que nous appellerons Bina-
la caract ris-
risation par Anal se Multifr quence
tique de proc der sans comparaison
un seuil, le
second qui d rive du pr c dent proc dera par un
Apprentissage Local d'un Seuil .
cet algorithme.
F g . 1 . - Ligne d'image et laplacien.
on a consid r
Cette ligne traverse trois objets sombres par rapport
un environnement clair. Il est bien visible sur cet
e emple qui n'a rien d'acad mique (sauf que par
l'image e empte
soucis de simplicit
de bruit), qu'il n'e iste pas une valeur de seuil (au
sens habituel du terme : seuil constant) permettant de
s parer les objets noirs du fond blanc .
On notera que le probl me ainsi pos est un probl me
classique de vision et plus pr cis ment de segmenta-
tion d'images en r gion [1]. N anmoins les algo-
rithmes utilis s dans ces applications sont de t pe
2. Binarisation par anal se multifr quence
selon le sch ma-bloc de la figure 3 .
Consid rons la photo de la figure 2, elle repr sente
des caract res alphanum riques de bonne qualit . Int-
ssons-nous au laplacien-gaussien de cette image cal-
cul
Dans ce sch ma-bloc
- I (j, k) est l'image d livr e par un capteur (ici
une cam ra vid o), repr sent e par un tableau n p
(64
256) de pi els cod s sur 256 niveau de gris .
- Il (j, k) est l'image obtenue par convolution de
Traitement du Signal
60
volume 6 - n 1 - 1989
C est une constante qui d
le masque de convolution est une appro
+v
7
1 - 1989
7
APPLICATIONS
o
de la fonction
imation
g(j, k) =
1
2 n . 61
e-(i2+k2/2o2)
avec ai =0,5.
- 12 (j, k) est l'image obtenue par convolution de
I1 (j, k) avec le masque GU, k) de taille 7
G(j, k)=ggg
est une appro imation de la fonction
G(j, k)=
1
21E . a2
e-(i2+k2/202)
avec 62 = 3 . cr =1, 5 .
- L (j, k) est le laplacien-gaussien de I1 (j, k), calcul
sur un environnement 7
LU, k)=11G, k)-12(j, k) .
On notera que si fl est la fr quence ma imale conte-
nue dans l'image 1, :
2 =
fi= Jv
C
~2 X2 .(Y 1
o
pend de la fa on dont
on estime la fr quence ma imale d'un signal (C = 1 si
f1 est la fr quence de coupure du filtre passe-bas
gaussien d finie par une att nuation de 1 Np), la
fr quence ma imale contenue dans l'image 12 (j, k)
sera f2
J2=
C
fi
V 2 iuL (61 + 62) 2
Fig . 2. - Image de caract res alphanum riques
g
12(j,k)
G
,k)
Publicité
Fig. 3. - Calcul du laplacien .
k) avec un filtre de r ponse impulsionnelle
I (j,
gaussienne
11U, k)=Ig=I(j, k)
2
4
2
1
2
1
2
1
l/16
00 000
00011
00011
?000oco
1 0 + + +
00++0
+00+0
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0+000
00001
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+++c+
10110
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+++++
0 + + + 0
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0 + + + +
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O + + + I
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O + + + 0
+ + + + 0
0 + + + 1
0+++I
0 + + + +
0 + + + +
0 + + + 1
0 + + + I
0+++o
+0+++
++0++
+ 0000
0000+
000+ +
0000+
00000
00001
00000
I
tic
01!1000
+ + + + + + + + + 1 I
1 1 1 1 0 + + + + + +
+ + + + + + + + + + O 0 + I I 0
I
1
000++00110+++++00010++,lcc 000000+++0 o+00000011001II10110
Oc+++00000+c++00+010+ci +c0+000000 :0+01000111+01010+ :0+
+ c 0 o I ,i9+0 1 0 0++ 1 I+ O I++++ 0 c p 0++ O O++++ 010-0c 0 cil 1 1 100+0t0++100
00110++10+++00110110++++0110+c+cc+++1I 1000 0000110111++++0100++o0
+0100+111+++++0000100+01110+0c+ .o++01000000+0000++1c++000000++01
++000+110+000++++II10+I!100000+!I ;+++++++1000+000+++++011+110001
0+000+++0110010+c11ooco0o++clc+ +II!00010010000110++010+011100
10000+00011+01000000000010++O++III+C1000000!10000110+++++ CO+0000
10+000 ! 1 0 0 0 0 0 1 0++ C+ 0 00++ ,!CC 0+++ 1!+++++,+101 1 c 0 1 o c 0 1 1 0+++ 1 1 0+++ 1
100++01100000110+++co++c+0!!0O+++0+ +0I0C0+010+0+++!10+++011++01
0 0 0 o+ 0 0++ 0 0 0+ o I 1 0 0 0 1 0 1 I 1++ C+ C I C p I p!! I I O C O C 0++++ O I I+ 1 1 0+ I I++ 1 1
O+ 1 1 1 0 1++ 00++ + O C I o c+ C I !++++ 0 .++ C+ C I++ C 0 1 1+ l 1+++ 0+ C++ 1 1 1+ O I O I I
0+ 0 1 1+ 0 1 1 1 1 0 1 0 0+ 0 0+ 1++ I . i 0++++ O C++++ c+++++++ 1 1 ci[ I++++ 1 1 0++++ ;,O
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Publicité
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I
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I
I
I
Fig . 4. - Signe du laplacien de l'image de la figure 2 .
Traitement du Signal
volume 6 - n
6 1
BINARISATION D'IMAGES
-
Publicité
l'e
si le laplacien est positif,
sont caract ris s par un laplacien n gatif, ceu
Ainsi LU, k) repr sente la r ponse
l'image I l (j, k)
d'un filtre d'octave passe-bande . La figure 4 repr -
sente le signe du laplacien-gaussien de l'image de la
figure 2, cod
+
si le laplacien est n gatif, O sinon .
On peut constater sur cette figure que les pi els situ s
l'int rieur des caract res et au voisinage du contour
situ s
t rieur des caract res et au voisinage du contour
sont caract ris s par un laplacien positif, la notion de
l' tendue du domaine
voisinage est, ici, relative
le laplacien, dans notre cas un
sur lequel est calcul
sur chaque pi el . Inverse-
environnement 7
7 centr
par un laplacien nul peut
ment, un pi el caract ris
un caract re. On
appartenir aussi bien au fond qu'
l vera facilement cette ambiguit
tendant le
en
domaine sur lequel on calcule le laplacien, ou, ce qui
revient au m me dans notre cas, en utilisant un filtre
passe-bande de largeur sup rieure
une octave.
Cependant, en proc dant ainsi on r duit la r solution
sur les contours de l'image et, de plus, il devient
n cessaire d' mettre une h poth se sur la taille mini-
male des objets (largeur des traits) . Une repr senta-
tion multifr quence de l'image va nous permettre de
r soudre ce probl me .
ou
p ramide multir solution
la p ramide) jusqu'
base de la p ramide) . En proc dant
multi chelle
permet-
tant d'avoir d'une m me sc ne un ensemble de
vues , depuis la plus globale (image du sommet de
la plus d taill e (image de la
une remise
l' chelle n p de chacune de ces images par une
e pansion-interpolation, on transforme la p ramide
multir solution en une repr sentation multifr quence.
L'organigramme de la figure 5 e plicite le mode de
calcul de cette repr sentation : l'ensemble des lapla-
ciens
la p ramide multir solution,
l'ensemble des laplaciens Li constitue la repr sentation
multifr quence : r ponse d'un ensemble de filtres
d'octaves adjacents passe-bandes .
La photo de la figure 6 repr sente de haut en bas le
signe des laplaciens L 1 , L 2 , L 3 , L 4 relatifs
l'image
de la photo, fig 2, cod
blanc si L i > 0 ;
gris si L i =0 ;
noir si L i < 0 .
constitue
selon
li
2 .1 . LA REPR SENTATION MULTIFR QUENCE
Cette technique de repr sentation d'une image par
une p ramide de laplacien est emplo
e en vision
[4, 5] . Nous en rappelons bri vement le principe .
Comme nous l'avons vu pr c demment, une s quence
de convolution par un filtre gaussien permet de r ali-
ser de mani re contr l e une r duction de la fr quence
ma imale contenue dans une image . Lorsque cette
r duite dans un rapport 2,
fr quence ma imale a t
on peut proc der
une d cimation (sous- chantillon-
nage) tout en restant en accord avec le th or me de
l' chantillonnage . Une s quence de filtrage-d cima-
tion permet d'obtenir
p),
une suite d'images :
partir d'une image (n
(n/2
p/2),
(n/4
p/4),
(n/8
p/8),
et il est clair que cette suite est limit
images ainsi obtenues constitue une
e . L'ensemble des
repr sentation
Fig . 6. - Signe des laplaciens multifr quence.
tant
On constate que le niveau de gris du fond
affect de variations pourtant peu perceptibles
l'ceil,
les laplaciens traduisent cette situation par une varia-
g
1 2 ,
f i /2
I 3 ,
f l /4
I,,, f l /8
G
G
G
ri e
P
2
n p
L 2
-i
n p
L3
n p
E 2
E,
Fig. 5. - Organigramme de calcul de laplacien multifr quences.
Traitement du Signal
volume 6 - n 1 - 1989
62
1
APPLICATIONS
tion erratique de leur signe . On limitera cet effet, en
codant le signe par
blanc si L, > + s;
noir si L, < -s;
gris sinon .
E p rimentalement, une valeur de s = 2 s'est av r e
convenable . La photo de la figure 7 e plicite le codage
obtenu.
On notera que le laplacien haute fr quence L, rep re
par ses changements de signe les pi els fronti res des
objets, les points int rieurs trop loign s des contours
ne sont pas rep r s (cf. P, M, 6) . Le laplacien L 2
rep re les pi els int rieurs, L4 rep re un caract re ou
un groupe de caract re (cf. 86), les laplaciens de plus
basse fr quence rep reront de m me un mot, une
ligne de te te, une one de te te dans une page, etc .
2 .2 BINARISATION
A partir de la repr sentation multifr quence, chaque
pi el (j, k) sera
selon la
r gle
tiquett
blanc
noir
ou
Si L, (j, k) < - s alors noir
sinon si L, (j, k)> +s alors blanc
sinon si L (j, k) < -s alors noir
sinon si L2 (j, k) > + s alors blanc
sinon si
sinon si L, (j, k) < - s alors noir
sinon blanc
La fin de la r gle de d cision privil gie le label
blanc
en cas d'ambigu t .
Cette r gle de d cision, e aminant en premier le signe
du laplacien de haute fr quence assure que les
contours des objets seront pr serv s, les laplaciens de
Fig . 7. - Signe des laplaciens multifr quence .
(a)
(e)
(b)
(d)
Fiig. 8 . - E emples de binarisation.
Traitement du Signal
volume 6 - n 1 - 1989
63
BINARISATION D'IMAGES
remplir
plus basse fr quence sont utilis s pour
l'int rieur des objets .
Les photos de la figure 8 repr sentent les r sultats
partir d'une repr -
obtenus dans divers cas de figure
quatre premiers
sentation multifr quence limit e au
(fond
octaves . En (a) l'image est de bonne qualit
et objets uniformes), en (b), l'image a les m mes
caract ristiques mais le contraste est sensiblement
r duit, en (c), l'image est de qualit m diocre (stencil
tir sur un papier de mauvaise qualit ), en (d), l'image
repr sente des objets manufactur s n'a ant pas une
structure de trait, les parties sombres n'ont pas un
niveau de gris uniforme (pattes des circuits int gr s
plus clairs que les circuits int gr s, corps de la fiche
banane plus clair que les circuits int gr s) les parties
galement pas uniformes (motifs de la
claires ne sont
fiche banane plus sombres que le fond) .
2.3 . DISCUSSION
L'algorithme de binarisation multifr quence que nous
avons d crit pr sente
videmment avantages et
inconv nients .
aucun
L'avantage essentiel r side dans le fait qu'
(il faut
moment un seuil quelconque n'est utilis
cependant d cider, en pr sence de bruit d en particu-
la num risation, du signe d'un laplacien), l' ti-
lier
la notion d'int rieur
quettage des pi els fait appel
des objets, elle-m me d finie
partir d'un contraste
la repr sentation multifr quence, la
local . Gr ce
connaissance a priori des dimensions ma imales des
objets n'est pas n cessaire.
ordres . En
Quant au inconv nients ils sont de deu
ce qui concerne l'impl mentation de l'algorithme, bien
que le choi du laplacien-gaussien assure la faisabilit
en
lectronique c bl e des diverses op rations, il est
peu r aliste, bien que th oriquement possible, de r ali-
ser ces op rations
la vol e sur le signal vid o issu
du capteur. Ce t pe d'algorithme s'impl mente bien
associant une m moire
sur un processeur c bl
d'image et un op rateur de d cimation-convolution-
soustraction-e pansion. Une telle structure suppose
que la taille ma imale de l'image soit pr difinie. Une
maquette r alis e au laboratoire a permis d' valuer le
temps de traitement d'une image 256
256 pi els pour
laquelle 5 laplaciens-gaussiens sont calcul s : ce temps
de traitement est d'environ 22 ms. Ce format d'image
et le temps de traitement associ
peuvent convenir
lorsqu'il s'agit de binariser l'image d'un objet indus-
triel mais ils ne conviendront pas lorsqu'on voudra
traiter des images de te tes issus d'un scanner . Un
cet algorithme r sulte de sa
autre inconv nient li
tr s faibles contraste .
capacit
A la limite, il binarise de la m me fa on des objets
r els et des objets fictifs dus
des variations du niveau
de gris du fond. Il est toujours possible de contr ler
la binarisation en contr lant le codage des laplaciens
n gatifs au mo en d'un seuil, il est n anmoins tr s
difficile de lier une diff rence de niveau de gris et la
valeur d'une d riv e seconde faisant intervenir
la
tendue
fois une diff rence de niveau de gris et une
sur laquelle cette diff rence est valu e.
Ce sont ces raisons qui nous ont amen
proposer
l'algorithme suivant qui proc de par Apprentissage
Publicité
Local d'un Seuil .
binariser des images
3. Binarisation par apprentissage local d'un
seuil
Dans l'algorithme pr c dent, nous avons utilis
le
fait qu'un laplacien de haute fr quence nous permet
d' tiqueter les pi els int rieurs et e t rieurs proches
du contour des objets, les laplaciens de plus basse
fr quence sont utilis s pour remplir l'int rieur des
objets par couches successives, ils nous servent donc
tablir un lien entre pi els int rieurs situ s au voisi-
loign s du
nage du contour . et pi els int rieurs
contour . Une autre fa on d' tablir ce lien consiste
dire que tous les pi els int rieurs au
objets sont
caract ris s par un niveau de gris diff rent du niveau
de gris des pi els e t rieurs situ s au voisinage (c'est
ce que traduit le laplacien) . Il est donc possible d' ti-
queter les pi els par comparaison
la
condition de conna tre les niveau de gris caract ris-
tiques de l'int rieur et de l'e t rieur des objets . Le
laplacien de haute fr quence va nous permettre de
de gris . Consid rons la figure 9
conna tre ces niveau
une ligne d'image analogique
on a repr sent
o
o) et signe .
,
1
signe
l --j 2
L X
Fig. 9. - Ligne d'image et signe du laplacien.
o) et N ( ,
Soit B ( ,
du blanc et du noir dans cette ligne.
Ils seront d termin s par les r gles
o) respectivement les niveau
B( , Yo)=
,
o)
I (
B ( - d , Yo) sinon
si L . > 0
conserve la valeur pr c dente
N ( ,
o) =
,
o )
I (
N ( - d ,
si
o)
L,<0
sinon
o) sera r actualis
o ) sera donc r actualis au cours d'un bala age
B ( ,
selon les
croissants chaque fois qu'on approche
d'un caract re : on conna tra donc le niveau local du
blanc .
N ( ,
chaque fois qu'on entre ou
qu'on sort du caract re : on conna tra donc le niveau
local du noir .
En l'absence de connaissance sur la probabilit
a
priori des pi els blancs ou noirs, on choisira un seuil
S ( , Yo)
S ( , Yo)= /2
qui sera donc actualis
du laplacien . La seule contrainte
chaque changement de signe
respecter est que
Traitement du Signal
volume 6 - n 1 -1989
64
APPLICATIONS
(j,k)
g
Bin(j,k)
CP
G
12
Seuil
1
S(j,k)
Fig. 10. - Organigramme de l'algorithme de binarisation par apprentissage local d'un seuil .
dans un intervalle [ 2,
3] par e emple, o L1 ( )=0
(cf . fig. 9), le niveau de gris ne varie pas de mani re
). Dans notre e emple,
significative par rapport
il faudra que
S (
1( ) < /2
soit
S I=1( )-1( 2) < /2
Contrainte d'autant plus facile
respecter que le
contraste sur le bord d'entr e de l'objet est important .
La premi re partie de l'algorithme se d roule comme
dans l'algorithme pr c dent et permet d'obtenir
l'image filtr e passe-bas 12 (j, k) . Un op rateur d'ap-
prentissage du seuil et un comparateur permettent
d'obtenir directement l'image binaris e. La figure 10
e plicite l'organigramme des op rations .
Dans cet organigramme
- CP est un comparateur qui d livre l'image binari-
s e Bin (j, k) telle que
Bin (j, k) =1
= 0
si
sinon
I 1 (ji k) < S (j, k)
- l'op rateur d'apprentissage de seuil ob it au
r gles :
(1)
(2)
(3)
(4)
BU, () = 12 U, 0)
NU, 0)=O
J
,
,
k)
k) > 12
si
11
et si
NU, k)>1 2 U, k)
si
Il Q, k)<12U, k)
et si
B U, k) < 1 2 U, k)
SU, k)= /2 .
alors B U, k)=I 2 (j, k)
alors NU, k)=12 U, k)
alors N U, k) =1 2 U, k)
alors B U, k) =12 U, k)
de blanc
La r gle (1) assure l'initialisation des niveau
et de noir en d but de ligne . Telle qu'elle est
crite,
elle r sulte de l'h poth se qu'en d but de ligne l'image
repr sente le fond .
Les r gles (2) et (3) assurent l'actualisation des
niveau
du blanc et du noir respectivement . On
remarquera que les niveau r actualis s ne correspon-
l'image filtr e 12, on
dent pas
l'image I i mais
r duit ainsi fortement les variations erratiques de ces
dues au bruit de fond . La deu i me partie
niveau
la suite d'une r actualisation,
de ces r gles assure qu'
on ne peut se trouver dans la situation o
un niveau
de noir serait sup rieur
un niveau de blanc ou
inversement, situations qui pourraient se produire en
pr sence de variations lentes des niveau
La photo de la figure 11 visualise de haut en bas
l'image de bonne qualit
11, l'image binaire obtenue
BIN, le signe du laplacien L 1 =I1 -I2, l'image du
seuil S (j, k) .
de gris .
Fig. 11 .
On constate sur cette photo que l'algorithme fonc-
tionne bien dans les ones o
les objets sont pr sents
le seuil est convenablement r actualis ,
la condition
l'int rieur des objets le laplacien ne devienne
que
jamais positif (ce qui n'est pas le cas, par deu
fois
l'int rieur du M) . Par contre, dans les
ones o
uniquement le fond est pr sent, le signe du laplacien
utilis
comme indicateur d'int rieur et d'e t rieur
d'objet s'av re d ficient (comment pourrait-il en
tre
autrement) .
Ceci nous a amen
r actualisation des niveau
modifier les r gles (2) et (3) de
du blanc et du noir selon
(2')
si
alors
et
[12 U, k) > S (j, k)]
B U, k) =12 U, k)
Cette r gle assure la r actualisation du niveau du
blanc si le laplacien est non n gatif et
la condition
Traitement du Signal
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volume 6 - n 1
- 1989
BINARISATION D'IMAGES
que le pi el soit situ
le niveau du blanc est contraint
fond .
l'e
t rieur des objets . Ainsi,
suivre le niveau du
(3')
si
alors
et
['2 (j, k) < B (j, k) -CT]
NU, k) =12 (j, k) .
Cette r gle assure la r actualisation du niveau du noir
si le laplacien est n gatif : le pi el est pr sum situ
l'int rieur d'un objet . On distingue un objet v ritable
d'un bruit au mo en d'un contraste local minimal
CT. Dans ce qui suit le contraste local minimal est
1/32 de la pleine
La photo de la figure 12 visualise le r sultat obtenu
en utilisant ces nouvelles r gles . On notera sur l'image
du seuil que celui-ci reste bas dans les
ones o aucun
objet n'est pr sent . On notera galement qu'il varie
en fonction du contraste local dans les
ones ou les
objets sont pr sents .
chelle.
Fig. 14.
64 niveau
Les graphiques de la figure 15 montrent une ligne
d'image (ramen e
de gris) correspondant
au
photos des figures 11, 12, 13, 14 . En 15 a, on
observe une r actualisation intempestive (rep r e par
l'int rieur de l'objet, en l5 b le
une fl che) du seuil
probl me a t
par l'utilisation de la r gle
(2') .
limin
La photo de la figure 16 illustre le fonctionnement
de l'algorithme lorsque les objets sont clairs et le fond
sombre . Dans cette application, les r gles (1'), (2'),
(3') et (4) ont
t modifi es compte tenu de la nature