Le traitement de l'image

Article 2
La SNCF sort sa griffe
Rail & Recherche n°30 - janvier/février/mars 2004

“L’image prise par la caméra varie selon la distance de celle-ci à l’objet et de l’angle”, souligne Vincent Delcourt, responsable du projet “Reconnaissance de forme de la caténaire” à la Recherche.

Un système d’acquisition et de traitement de l’image peut-il “voir” la caténaire ? Oui, mais non sans mal. Pourtant, le traitement de l’image appliqué à la caténaire offrirait des perspectives intéressantes aux gestionnaires de l’infrastructure : tout d’abord, la perspective de pouvoir recenser tous les éléments de leur patrimoine pour bâtir une base de données exhaustive ; ensuite, la possibilité d’améliorer la maintenance préventive en détectant de façon fiable et rapide des objets étrangers et des défauts dans les pièces de la caténaire.

La reconnaissance de la forme des éléments de la caténaire fait l’objet d’un programme de recherche utilisant les techniques de reconnaissance de forme par traitement d’images. L’étude de faisabilité débutée à la mi-2003 porte sur l’identification des griffes de jonction, un élément qui permet de raccorder le fil de contact après rupture. Pour chaque image, il est demandé au système d’indiquer à quel endroit elle a été acquise et son taux de ressemblance avec le modèle de griffe mis en mémoire.

Le Geometric Model Finder, ça marche !

Le traitement de l’image appliqué à la caténaire offre des perspectives intéressantes, notamment en termes de maintenance.

À ce stade, plusieurs difficultés se présentent : l’échelle de l’image prise par la caméra varie selon la distance de celle-ci à l’objet et l’angle aussi ; selon la position de la griffe sur le fil, la griffe peut être en partie occultée… La méthode de recherche géométrique (GMF, Geometric Model Finder), qui repose sur la recherche de primitives géométriques (vectorisation des contours), permet de pallier en partie ces difficultés. Elle s’intéresse aux caractéristiques géométriques de l’objet à reconnaître, alors que la méthode de corrélation normalisée (pattern matching) repose sur une comparaison de pixels (plus précisément, des niveaux de gris) entre un objet à reconnaître et un objet mémorisé.

Pour les griffes de jonction, le GMF, ça marche ! Les premiers résultats des recherches ont démontré la capacité de cette méthode à retrouver une griffe horizontale comparée à une griffe “modèle” en position verticale. Le GMF repère rapidement et précisément une ou plusieurs formes, quels que soient leur position et leur angle, à n’importe quelle échelle comprise entre 50 et 200 % et dans les conditions les plus difficiles… y compris avec des occlusions de contours et des changements de contraste non uniformes, ce qui est courant avec des images prises en extérieur. En parallèle, la SNCF a mis à l’étude des systèmes de traitement des images IR (infrarouges) ou UV (ultraviolets) pour détecter des défauts sur la caténaire et les installations de signalisation.