Numéro 1

1. Segmentation bathymétrique d'images multispectrales SPOT C. COLLET, J. N. PROVOST, P. ROSTAING, P. PEREZ, P. BOUTHEMY. 1-15 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Cet article présente la segmentation des images multispectrales SPOT pour la mise à jour des cartes marines et le contrôle d'informations nautiques. La segmentation des images multispectrales est réalisée en deux étapes grâce à une première modélisation par chaîne de Markov, puis une seconde par champ de Markov hiérarchique. Elle inclut l'estimation automatique des paramètres du modèle ainsi que l'identification des paramètres du bruit dans le contexte de l'estimation de mélange de lois généralisé. Un modèle d'inversion bathymétrique adaptatif est ensuite proposé et validé sur des images réelles, pour lesquelles on dispose de points de contrôle correspondant à des mesures bathymétriques réalisées in situ dans le cadre de campagnes hydrographiques.

2. Utilisation de la transformée de Fourier-Mellin pour la reconnaissance de formes multi-orientées et multi-échelles : application à l'analyse automatique de documents techniques S. ADAM, J.-M. OGIER, C. CARIOU, R. MULLOT, J. GARDES, Y. LECOURTIER. 17-33 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Dans cet article, nous proposons une méthodologie originale permettant la détection et la reconnaissance de caractères multi-orientés et multi-échelles. Les supports sur lesquels la méthode est appliquée sont des documents techniques représentant le réseau de l'opérateur de télécommunication français France Télécom. La technique adoptée, basée sur la transformation de Fourier-Mellin (TFM), est intégrée dans une stratégie globale permettant la résolution de situations ambiguës, par intégration d'informations contextuelles. La stratégie appliquée pour résoudre ce problème de reconnaissance de caractères et symboles multi-orientés et multi-échelles peut être divisée en deux étapes. La première réside dans l'extraction d'un ensemble de descripteurs invariants pour chacune des formes isolées de la couche « caractères » identifiée à partir d'un extracteur de composantes connexes. La seconde étape, basée sur un processus de filtrage, consiste à détecter et reconnaître les formes connectées au réseau ou à d'autres formes. Les résultats de l'application de cette technique sont très encourageants puisque le taux de classification atteint d'excellents niveaux en comparaison avec les techniques classiques de la littérature.

3. Application de la méthode du Maximum d'Entropie sur la Moyenne à la reconstruction de foyers d'hyperfixation en Tomographie d'Emission de Positons Cécile AMBLARD, Habib BENALI, Irène BUVAT, Claude COMTAT, Pierre GRANGEAT. 35-46 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Ce travail concerne les techniques de reconstruction d'images tridimensionnelles pour la détection de petits foyers tumoraux et de métastases, à partir de données acquises en Tomographie d'Emission de Positons (TEP). En TEP, la présence d'un foyer tumoral se traduit par une hyperfixation du traceur injecté, localisée au niveau de la tumeur. Ceci nous conduit à modéliser la distribution volumique du radiotraceur à l'aide d'un mélange de lois, qui traduit le fait que chaque point de l'objet a une activité soit normale, soit surélevée. Nous proposons de résoudre ce problème par une méthode de Maximum d'Entropie sur la Moyenne. Cette approche permet d'introduire de l'information a priori sous forme d'un mélange de lois et conduit à une solution unique, au moyen d'un algorithme d'optimisation simple à mettre en oeuvre, quelque soit la loi a priori utilisée. Les résultats obtenus avec l'approche proposée sont comparés à ceux fournis par deux méthodes de référence en milieu hospitalier. Sur données simulées, les résultats obtenus avec MEM sont significativement meilleurs que ceux obtenus par les autres méthodes, au sens d'un critère d'évaluation développé afin de quantifier la qualité des images en terme de détectabilité d'hyperfixations. La faisabilité clinique de la méthode est également illustrée.

4. Conception optimisée d'architectures en précision finie pour les applications de traitement du signal E. MARTIN, C. NOUËT, J. M. TOURREILLES. 47-58 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Les nouvelles technologies sub-microniques offrent de grandes capacités en terme d'intégration de systèmes qui peuvent satisfaire les applications de traitement du signal, des images et de communications numériques (TDSI) les plus exigeantes. Pour maîtriser ces nouvelles technologies, de nouvelles méthodes de conceptions et outils de CAO voient le jour: conception système et conception comportementale. Si ces méthodes offrent une passerelle efficace entre les concepteurs en algorithmes et les concepteurs en circuits, elles posent cependant de nouveaux problèmes méthodologiques pour l'automatisation de la conception. Notre travail entre dans cette démarche et se focalise en particulier sur la transformation, sous contraintes, des types abstraits utilisés pour les déclarations de variables au niveau de spécification comportementale vers les types « vecteur de bit » que savent intégrer les outils de conception logique. Nous nous plaçons dans le cadre de l'outil de synthèse comportementale GAUT, développé au LESTER pour lequel nous présentons les différents modèles, analyses et méthodes d'optimisation définies et mises en oeuvre pour la maîtrise des bruits de calculs dans les architectures temps réel en précision finie. Les implémentations d'applications de TDSI que nous avons réalisées, montrent l'efficacité et l'importance de cette démarche en terme d'optimisation des architectures.

5. On the use of higher-order statistical tests in the analysis of time series associated with space data A. MASSON, B. B. SHISHKOV, F. LEFEUVRE. 59-78 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Des tests d'hypothèses basés sur des statistiques d'ordre supérieur sont revus dans le contexte particulier de l'identification de processus non-linéaires dans les plasmas spatiaux. Les séries temporelles étudiées sont associées à la mesure de composantes du champ électrique et/ou magnétique d'ondes ou de turbulences, et/ou de données particules. Les principes de base des statistiques d'ordre supérieur sont brièvement rappelés. Une procédure générale et unifiée est suggérée afin de construire des tests statistiques permettant: (1) de détecter des signaux non-gaussiens ou transitoires au sein d'un bruit gaussien (ou non-gaussien), (2) de tester si une série temporelle est associée ou non à un processus stochastique issu d'un processus non-linéaire, (3) d'étudier des interactions non-linéaires à plusieurs ondes par l'utilisation de la fonction de cohérence d'ordre k. La théorie asymptotique des estimés des spectres d'ordre k est mise en oeuvre dans le cas discret. L'efficacité des algorithmes de détection est démontrée par le biais de simulations numériques. Des exemples d'applications à des données satellites sont présentés.

Numéro 2

1. Reconstruction temps réel de signaux bidimensionnels à échantillons manquants K. ASSWAD, E. LAHALLE, J. OKSMAN. 103-111 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Dans cet article nous proposons une nouvelle méthode de reconstruction en temps réel de signaux bidimensionnels à échantillons manquants. Un modèle autorégressif bidimensionnel est adopté. On considère deux causalités, quart de plan (QP) et demi-plan asymétrique (NSHP : Non Symetric Half Plane). Le critère à optimiser pour estimer les paramètres du modèle est quadratique en l'erreur d'estimation, et défini aux instants d'arrivées des échantillons. Du fait d'observations manquantes, le gradient du critère devient non linéaire en les paramètres. L'optimum est atteint à l'aide d'algorithmes de type LMS adaptés aux signaux bidimensionnels à échantillons manquants. Deux approximations du critère sont proposées. Elles conduisent à deux algorithmes dont la description formelle est fournie et les performances comparées. Les résultats présentés montrent les performances de la reconstruction (pour des signaux bidimensionnels stationnaires et non stationnaires) en fonction du pourcentage d'échantillons manquants ainsi que de la loi de distribution de ces échantillons.

2. Estimation des positions d'objets 3D par analyse monoculaire en représentation de Plücker C. BOUCHER, J.-C. NOYER, M. BENJELLOUN. 113-128 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Cet article présente une méthode géométrique d'estimation de la structure d'objets 3D à partir de la connaissance de leur mouvement et d'une séquence d'images monoculaire, en tenant compte de l'ensemble de la chaîne de perception. L'estimation des positions 3D est ici rendue possible par l'exploitation des propriétés de la représentation de Plücker, dont l'avantage est de présenter une formulation géométrique invariante de la droite 2D et 3D. À noter que cette méthode est bien adaptée à la prise en compte de tout objet que l'on peut décrire par une approximation polygonale.

3. Gradient couleur multiéchelle pour la segmentation d'images A. ANWANDER, B. NEYRAN, A. BASKURT. 129-142 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Cet article présente une nouvelle méthode de calcul du gradient d'une image couleur de type vidéo. Ces images multispectrales ont la particularité, soit pour la transmission soit pour le stockage, de présenter une bande passante réduite des composantes couleur par rapport à celle de la luminosité. L'utilisation des méthodes classiques de calcul du gradient multispectral amplifie le bruit présent dans les composantes couleur. Nous reprenons le gradient vectoriel de Lee et Cok [22] en introduisant le calcul des dérivées partielles à une échelle différente suivant la composante traitée. Nous montrons qu'une pondération est nécessaire entre les dérivées des composantes couleur et celle de la composante luminosité pour obtenir le gradient couleur multiéchelle (GCM). La mise en oeuvre du GCM sur des images microscopiques couleur illustre les avantages de notre méthode. L'apport du GCM est montré avec des résultats de détection de contour effectuée sur l'image gradient. Enfin, une segmentation par contours actifs des cristaux de clinker de ciment (application industrielle) est également mise en oeuvre à partir de l'image gradient issu du GCM.

4. Filtrage des signaux à échantillonnage non uniforme D. POULTON, J. OKSMAN. 81-88 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Nous traitons dans cet article de la conception et la réalisation temps réel de filtres numériques pour des signaux échantillonnés non uniformément sans reconstruction préalable du signal échantillonné de manière périodique. Nous proposons dans une première étape une méthode de filtrage fondée sur des approximations numériques de l'intégrale de convolution ou d'équations différentielles et applicable par exemple aux filtres à réponse impulsionnelle finie. La deuxième méthode utilise la discrétisation d'un filtre continu équivalent et s'applique au cas des filtres à réponse impulsionnelle infinie. Des exemples viennent enfin illustrer l'étude.

5. Filtrage de signaux à échantillonnage irrégulier L. FONTAINE, J. RAGOT. 89-101 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Certains systèmes ne fournissent des informations qu'à des intervalles de temps irréguliers, ou ne conservent d'un signal que les échantillons les plus représentatifs dans le but de réduire la quantité d'informations enregistrées. Par conséquent, les signaux issus de ces systèmes, sont échantillonnés irrégulièrement ou à pas variable et il est nécessaire de les traiter sous cette forme. Nous proposons ici un outil de filtrage passe-bas et passe-bande d'ordre Ns'appliquant à de tels signaux échantillonnés à pas variable. L'originalité de la procédure réside en l'absence de reconstruction totale du signal d'origine par une quelconque interpolation. Nous traitons en effet directement le signal dont les informations ne sont connues qu'à certains instants à intervalles de temps irréguliers. Pour cela, à partir d'une fonction de transfert continue représentant le traitement à effectuer (filtrage), nous déterminons le système d'état correspondant, puis nous le résolvons et le discrétisons avec des intervalles de temps non constants. Nous développons alors des filtres passe-bas et passe-bande de type général et de type Butterworth, et nous comparons le filtrage de signaux échantillonnés à pas variable au filtrage classique de signaux à pas d'échantillonnage fixe.

Numéro 3

1. Modèles probabilistes d'apparence : une représentation approchée de faible complexité R. HAMDAN, F. HEITZ, L. THORAVAL. 147-160 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Les modèles d'apparence permettent d'encoder les variabilités de forme, de pose, et d'illumination dans une seule représentation compacte. Le modèle d'apparence probabiliste de Moghaddam et al. (Moghaddam and Pentland, 1997; Tipping and Bishop, 1997b), reposant sur une interprétation statistique de l'Analyse en Composantes Principales (ACP) s'est récemment illustré par ses excellentes performances en détection et en reconnaissance des formes, surpassant de nombreuses autres méthodes linéaires et non linéaires. Ce modèle, performant, se heurte toutefois à une complexité calculatoire importante. Nous proposons, dans cet article, une approximation de ce modèle qui se prête à une mise en oeuvre rapide, dans le cadre de schémas d'estimation statistique. Des gains en complexité et en temps de calcul supérieurs à 10, sont obtenus, sans aucune perte de qualité dans les résultats des traitements.

2. Informations et combinaison : les liaisons conflictuelles E. LEFEVRE, O. COLOT, P. VANNOORENBERGHE, D. DE BRUCQ. 161-177 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Dans le cadre de la théorie de l'évidence ou théorie de Dempster-Shafer, la fusion de données est basée sur la construction d'une masse de croyance unique résultant de la combinaison de plusieurs fonctions de masse issues de sources d'information distinctes. Cette combinaison, appelée règle de combinaison de Dempster, ou somme orthogonale, possède différentes propriétés mathématiques intéressantes telle que la commutativité ou l'associativité. Cependant, cette combinaison, à cause de l'étape de normalisation, gère mal le conflit existant entre différentes sources d'information. La gestion du conflit n'est pas mineure, particulièrement lorsqu'il s'agit de fusionner de nombreuses sources d'information. En effet, le conflit a tendance à croître avec le nombre de sources d'information à fusionner. C'est pourquoi une stratégie de redistribution de ce conflit est indispensable. L'idée de cet article est de définir un formalisme permettant de décrire,une famille d'opérateurs de combinaison. Pour cela, nous proposons un cadre générique afin d'unifier plusieurs opérateurs. Nous présentons, au sein de ce cadre de travail, les opérateurs de combinaison classiques utilisés dans le cadre de la théorie de l'évidence. Nous proposons ensuite d'autres opérateurs permettant une redistribution moins arbitraire de la masse conflictuelle sur les propositions. Ces opérateurs seront testés et comparés aux opérateurs classiques sur des fonctions de croyance synthétiques et des données réelles.

3. Précision de mesure des sonars bathymétriques en fonction du rapport signal/bruit X. LURTON. 179-194 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Les sondeurs multifaisceaux et les sonars latéraux à fonction bathymétrique sont largement utilisés pour les relevés topographiques des fonds marins. En fonction du secteur angulaire mesuré, et de la structure des antennes du système sonar, différentes méthodes peuvent être employées pour l'estimation des couples temps-angle nécessaires à l'estimation de position des points de sonde. Les distinctions entre méthodes basées sur l'amplitude ou sur la phase des signaux d'une part, et entre mesure à instant donné ou à angle fixé d'autre part, permettent de définir quatre grandes approches, qui couvrent l'essentiel des systèmes bathymétriques disponibles aujourd'hui. Ces quatre méthodes classiques sont décrites dans leurs principes, et leurs précisions de mesure respectives sont évaluées en fonction du rapport signal sur bruit. Les formules données tiennent compte de la géométrie des antennes et de leur pondération. Les performances de deux méthodes utilisées en incidence oblique sont comparées et commentées. Le cas particulier des mesures aux incidences proches de la verticale est discuté. Les performances des mesures élémentaires de phase, de temps et d'angle pour des signaux fluctuants sont présentées en Annexe.

4. Segmentation de signaux par maxima d'ondelettes : application à la prédiction de zones de couverture radioélectrique P. CARRE, Y. POUSSET, R. VAUZELLE, C. FERNANDEZ. 195-211 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Dans le cadre du déploiement des réseaux cellulaires de radiocommunication, il est nécessaire de prédire la zone de couverture des émetteurs. Pour un site d'émission, la technique classique consiste à appliquer un modèle de propagation des ondes électromagnétiques en différentes positions définies selon un pas spatial constant. Toutefois, cette méthode conduit à un temps de calcul très important voire prohibitif dans des environnements géographiques complexes. Des approches existent pour réduire le temps de calcul ; elles consistent à simplifier la complexité du modèle de propagation utilisé. La démarche proposée dans cet article est complémentaire. En effet, elle est indépendante du modèle et porte sur la réduction du nombre de points d'application de ce modèle. La méthode présentée s'appuie sur une hypothèse dont la vérification nécessite la segmentation de signaux mesurés par un récepteur mobile et un logiciel d'analyse électromagnétique de l'environnement de mesures. Ainsi, l'objectif est de segmenter le signal reçu en intervalles correspondant à des combinaisons particulières de phénomènes physiques. Pour cela, une représentation proposée par Mallat et Zhong appelée « représentation en maxima d'ondelettes » est étudiée. Cette décomposition permet l'étude des dérivées d'une fonction à différentes échelles. Nous proposons une méthode de segmentation de signaux basée sur le chaînage des maxima à travers les échelles. Ce chaînage permet de sélectionner les discontinuités les plus importantes du signal et ainsi de le segmenter.

5. Utilisation des modèles de Markov cachés pour le débruitage D. MATROUF, J. L. GAUVAIN. 213-218 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Numéro 4-NS

1. Le tatouage J.-L. DUGELAY, F.A.P. PETITCOLAS. 219 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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2. Introduction aux méthodes de tatouage asymétriques dans le cadre de la protection de copie Teddy FURON, Pierre DUHAMEL. 221-233 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Cet article présente la problématique de la protection de copie des contenus enregistrés sur DVD1 vidéo. Une analyse montre la valeur à protéger et le niveau de sécurité requis pour cette application. Un système de protection de copie est construit à partir de primitives cryptographiques et d'une technique de tatouage. Une analyse des menaces définit proprement les attaques possibles concernant la fonction de tatouage. Une évaluation de leur complexité définit un niveau de sécurité. Dans le cadre particulier de la protection de copie, le paradigme de tatouage asymétrique fournit un meilleur niveau de sécurité que les techniques classiques à étalement de spectre.

3. Tatouage perceptuel et adaptatif d'images fixes A. SAADANE, F. AUTRUSSEAU. 235-247 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Cet article présente un nouvel algorithme de tatouage perceptuel et adaptatif. Il est perceptuel parce qu'il exploite une modélisation du comportement du système visuel humain pour déterminer les sites propices au tatouage. La modélisation considérée ici, décompose l'espace de représentation en 17 canaux visuels. Ces derniers se répartissent en un canal basses fréquences non directionnel et trois bandes de fréquences radiales, elles mêmes décomposées en canaux angulaires dont le nombre dépend de la bande radiale considérée. Le tatouage est dit également adaptatif parce qu'il utilise un modèle de perception des erreurs pour calculer la force maximale à appliquer pour que l'intégration du filigrane n'engendre pas de dégradations visibles. Les performances de cette approche ont été évaluées en termes de transparence du filigrane et de sa robustesse à différentes attaques. Dans le premier cas, des tests d'évaluation menés selon la recommandation 500 du CCIR ont permis de juger en fonction de la force du filigrane, la qualité visuelle des images tatouées par rapport à celle des images originales. Dans le deuxième cas, le calcul du coefficient de corrélation a permis d'analyser l'efficacité du recouvrement du filigrane original face à des attaques comme le filtrage passe-bas, le filtrage median, l'ajout de bruit, la compression JPEG à différents taux, le pseudo-cropping et les attaques géométriques limitées.

4. Tatouage d'objets vidéos résistant aux manipulations Patrick BAS, Benoit MACQ. 249-257 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Cet article présente un schéma de tatouage permettant de marquer des objets vidéo tels qu'ils sont décrits dans le cadre de la norme MPEG-4. Les contraintes liées à cette norme sont différentes de celles connues en tatouage de séquences classiques. Dans un tel contexte, la détection de la signature doit en effet être possible après diverses manipulations de l'objet vidéo telles que des rotations ou changements d'échelle. La méthode proposée utilise la forme de l'objet vidéo pour permettre la synchronisation de la signature. Cette étape est effectuée en utilisant des techniques d'analyse en composantes principales et de « morphing » de séquences de forme prédéfinie. L'insertion de la signature s'effectue ensuite par addition d'une séquence aléatoire orientée, et la détection s'opère par corrélation. Les tests appliqués sur des objets vidéo indiquent que le schéma présenté permet la détection de la signature après des opérations telles que la réduction du débit, le sous-échantillonnage du masque associé à l'objet, ou encore des manipulations géométriques (rotations, changements d'échelle).

5. Vers un tatouage d'images mou Francois CAYRE, Franck DAVOINE. 259-269 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Cet article introduit une nouvelle méthode de tatouage pour la protection d'images fixes. La méthode permet de cacher une signature dans une image, sous la forme de w paquets de r bits. Le schéma de tatouage est additif, et la marque elle-même est calculée par addition de produits de couples de fonctions orthogonales. Nous montrerons comment le choix des fonctions orthogonales peut être fait, de façon à rendre le tatouage robuste face à différents types d'attaques. Puis, nous donnerons quelques résultats permettant d'apprécier la robustesse du tatouage, et discuterons des améliorations possibles pouvant être apportées à une telle méthode.

6. Évaluation automatique des méthodes de tatouage R. F. RAYNAL, F. A. P PETITCOLAS, C. FONTAINE. 271-282 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Les méthodes de tatouage sont de plus en plus nombreuses. Néanmoins, il est difficile de les comparer et de trouver celle adaptée à ses besoins dans la mesure où les tests présentés sont très souvent différents. En effet, tant les média employés que les transformations qu'ils subissent changent d'une étude à l'autre. Dans cet article, nous présentons StirMark Benchmark 4, un outil d'évaluation automatique pour les schémas de tatouage. Il est développé en C++, selon un modèle orienté objets, ce qui nous a permis de l'adapter à la fois aux images et aux fichiers audios. Les algorithmes de tatouage étant tous dissemblables, nous utilisons des profils qui définissent les tests à appliquer aux méthodes, selon les paramètres dont elles se servent et les objectifs poursuivis. Nous proposons également des niveaux d'assurance sur les critères habituels (perceptibilité, robustesse et capacité) afin de faciliter la lisibilité des performances obtenues par les schémas. Nous présentons aussi de nouveaux tests (audio, espace des-clés, fausses alarmes, marquage multiple).

7. Un panorama des méthodes de tatouage permettant d'assurer un service d'intégrité pour les images Christian REY, Jean-Luc DUGELAY. 283-295 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Le « watermarking » ou tatouage d'image a connu, ces dernières années, un essor spectaculaire. Initialement développé pour renforcer la protection des droits d'auteur des documents multimédia, il tend de plus en plus a être utilisé pour remplir d'autres fonctions de sécurité, notamment des fonctions d'intégrité, ou des services d'information. L'objectif de cet article est de dresser un panorama des différentes méthodes permettant d'assurer un service d'intégrité adapté aux images. Contrairement aux techniques classiquement employées en sécurité pour assurer cette fonction, la plupart des méthodes proposées par la communauté « watermarking » privilégient une intégrité en termes de contenu à une intégrité stricte. Nous introduisons dans ce papier cette notion d'intégrité sémantique particulière aux images, ainsi que les critères à prendre en considération pour construire un système d'authentification performant. Plusieurs algorithmes significatifs sont détaillés afin de présenter les notions de base fréquemment usitées.

Numéro 5-6

1. Algorithmes statistiques pour le traitement des images polarimétriques en lumière cohérente Francois GOUDAIL, Philippe REFREGIER. 297-319 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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L'imagerie polarimétrique consiste à former une image de l'état de polarisation de la lumière réfléchie par une scène. En particulier, l'image du degré de polarisation constitue une méthode puissante pour détecter des objets qui n'apparaissent pas sur les images d'intensité classiques. Cependant, dans les imageurs actifs illuminant la scène avec une lumière cohérente (laser), les images de degré de polarisation sont fortement perturbées à cause du phénomène de speckle. Il est donc nécessaire d'utiliser des algorithmes de traitement adaptés à leurs propriétés statistiques. Nous proposons tout d'abord d'étudier le modèle de densité de probabilité des images de degré de polarisation, puis nous analysons les propriétés des différents estimateurs du degré de polarisation à partir de ces images. Nous caractérisons ensuite les performances d'algorithmes statistiques de détection de cibles et de bords, ainsi que des méthode de segmentation d'objets par contour actif statistique. L'une des principales conclusions est que pour ces opérations de traitement, il est préférable de travailler non pas avec l'image de degré de polarisation classique, mais avec une transformation non-linéaire de celle-ci, que nous appelons « représentation naturelle » des images de degré de polarisation.

2. Reconnaissance d'objets volumiques par mise en correspondance d'indices visuels Frédéric JURIE. 321-344 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Nous nous intéressons à la reconnaissance d'objets volumiques par mise en correspondance d'indices visuels. Nous supposons que les objets à reconnaître sont représentés à l'aide de modèles tridimensionnels, composés d'indices visuels. Reconnaître un objet signifie, dans ce cas, mettre en correspondance les indices du modèle de cet objet avec des indices extraits de l'image, de manière à ce que ces derniers puissent s'expliquer comme une transformation géométrique des indices du modèle. La recherche de la pose (valeur des paramètres de la transformation alignant le modèle sur l'image) et la recherche des correspondances sont ici traitées simultanément. Cela constitue l'originalité et la force de la méthode que nous proposons. Nous présentons de nombreux résultats expérimentaux illustrant l'utilisation de notre approche pour la reconnaissance d'objets.

3. Deux modèles variationnels pour la classification d'images multispectrales Christophe SAMSON, Laure BLANC-FERAUD, Gilles AUBERT, Josiane ZERUBIA. 345-367 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Le problème de la classification est abordé dans une approche variationnelle. Dans des travaux précédents, deux méthodes ont été développées pour la classification d'images monospectrales. Le but de cet article est de présenter l'extension de ces deux modèles au cas de données multispectrales. Le premier modèle repose sur la minimisation d'une famille de critères dont la suite de solutions converge vers une partition des données composée de classes homogènes séparées par des contours réguliers. Parallèlement à cette approche, nous avons développé un second modèle de classification mettant en jeu un ensemble de régions et contours actifs. Nous utilisons une approche par ensembles de niveaux pour définir le critère à minimiser. Comme pour le premier modèle, le critère proposé contient des termes reliés à l'information sur les régions ainsi qu'à l'information sur les contours. L'imagerie multispectrale permet de prendre en compte l'information des différentes bandes spectrales d'un capteur satellitale ou aérien. L'extension au cas multispectral intervient à des niveaux différents pour les deux modèles. Nous traitons une application réelle sur une scène SPOT en mode XS pour laquelle nous disposons d'une vérité terrain. Nous comparons les deux modèles variationnels que nous proposons à d'autres approches dont un modèle stochastique hiérarchique, récemment développé à l'IRISA au sein du projet VISTA.

4. Estimation de modèles paramétrés de mouvement par moindres carrés non-linéaire R. MONGRAIN, M. CYR, Mcgill BERTRAND, I. MAGNIN. 369-382 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Dans cet article, nous proposons d'améliorer l'estimation de champs de vitesse représentés par un modèle paramétré, pour le contexte où la séquence temporelle est sous-échantillonnée (résonance magnétique, médecine nucléaire, tomodensitométrie, élastographie), en incorporant des termes d'ordres supérieurs dans l'approximation par différences finies de la dérivée partielle temporelle du profil d'intensité et nous formulons une méthode qui requiert un nombre fixe de trames successives pour son évaluation. Nous décrivons un modèle général de formation de séquences d'images régies par un champ de vitesse dont l'évolution est décrite par les trajectoires des pixels de l'image. Nous utilisons ensuite ce modèle dans le contexte de champs de vitesse affines stationnaires. Il en résulte un estimateur de mouvement par moindres carrés non-linéaires que nous évaluons sur des séquences d'images synthétiques et échographiques. Nous montrons, dans ce contexte, que l'approche fournit de meilleurs estimés des champs de vitesse que l'approche conventionnelle avec moindres carrés linéaires.

5. Estimation de mouvement par maillage actif avec prise en compte de discontinuités A. C PLANAT, I. E. MAGNIN. 383-401 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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L'objectif de la méthode est d'introduire la notion de discontinuité dans l'estimation de mouvement d'objet déformable. L'approche est multi-échelle. Un champ de primitives de vecteurs de déplacement est construit à chaque niveau d'échelle à partir d'une distribution initiale du champ. Le support d'estimation du champ de vecteurs de déplacement est une partition spatiale de l'observation donnée par un maillage élastique plaqué sur l'image. Celui-ci se déforme selon des critères image sous contraintes géométriques, tout en assurant un mouvement cohérent uniforme dans chaque maille. Le champ et la partition associée sont obtenus par minimisation d'une énergie non convexe. Chaque terme de la fonctionnelle est défini dans un contexte markovien et minimisé selon le critère du MAP. L'estimation du champ de vecteurs de déplacement et la déformation du maillage contribuent alternativement au processus « haut-bas » de relaxation itératif. Ainsi, les arêtes du maillage se déplacent-elles progressivement vers les discontinuités du champ de vecteurs de déplacement, lorsqu'elles existent. Les performances de la méthode sont mises en valeur sur des séquences d'images de synthèse complexes en présence de bruit ; la méthode est ensuite utilisée pour effectuer l'estimation de mouvement cardiaque à partir de séquence d'images IRM petit axe.

6. Suivi efficace d'objets 3D basé sur l'apparence Florent DUCULTY, Michel DHOME, Frédéric JURIE. 403-417 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Dans cet article, nous proposons un algorithme efficace de suivi d'un objet 3D dans une séquence d'images. Pour cela, l'objet 3D est représenté par une collection d'images de référence. L'originalité de cette méthode est de ne pas utiliser des primitives de haut niveau (points d'intérêt) pour suivre le déplacement de l'objet dans l'image mais plutôt la différence de vecteurs de niveaux de gris entre le motif de référence suivi et le motif courant échantillonné dans une zone d'intérêt de l'image. Le problème du suivi se ramène alors à l'estimation des paramètres qui caractérisent les mouvements possibles de l'objet dans l'image par la détermination de matrices dites d'interaction apprises lors d'une phase d'apprentissage hors ligne, et cela pour chacune des vues de référence. La première matrice lie les variations d'intensité lumineuse du motif de référence 2D de l'objet suivi à son déplacement fronto parallèle (déplacement paralièle au plan image). Sous l'hypothèse d'un tel mouvement, l'aspect apparent de l'objet suivi n'est pas modifié. Toutefois, sa position, son orientation planaire et sa taille peuvent changer. La deuxième matrice relie les variations d'apparence du motif suivi suite à un changement d'orientation par rapport au capteur (modification des angles de site et d'azimut). Nous montrons que l'utilisation en ligne de ces matrices pour la correction de la position prédite de l'objet dans l'image et de l'estimation des variations d'aspect du motif suivi correspond à un coût algorithmique très faible (multiplication d'une matrice par un vecteur) permettant une mise en oeuvre temps réel. De plus, nous évoquons le problème des occultations lors du suivi par une méthode de seuillage adaptatif.

7. Méthodes d'analyse du mouvement brownien fractionnaire : théorie et résultats comparatifs Rachid JENNANE, Rachid HARBA, Gérard JACQUET. 419-436 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Cet article a pour objectif de comparer les performances des différents estimateurs du paramètre H du mouvement brownien fractionnaire (fBm) sur des signaux théoriquement exacts synthétisés par la méthode de Cholesky. Des ensembles de 100 signaux de taille N = 32 à 1024 par puissance de 2 sont générés pour des valeurs du paramètre H variant de 0.1 à 0.9 par pas de 0.1. Les principales méthodes d'estimation ont été regroupées en quatre classes : les méthodes géométriques, les méthodes temporelles, les méthodes fréquentielles, et enfin les méthodes basées sur une décomposition multi-échelles. Chaque technique a été évaluée en termes de biais et de variance, cette dernière étant comparée à la borne de Cramer-Rao (BCR). Des tests statistiques montrent que seul l'estimateur par maximum de vraisemblance (EMV) est efficace (non biaisé et atteignant la BCR) pour toutes les valeurs de H et de N testées. Ce résultat expérimental complète les résultats théoriques d'efficacité de l'EMV démontrés par Dahlhaus uniquement dans le cas asymptotique [1]. D'un point de vue pratique, l'implémentation de l'EMV devient d'un coût calculatoire important pour des signaux de grande longueur. L'approche de Whittle du maximum de vraisemblance dans le domaine fréquentiel permet de lever ces limitations, cette technique étant asymptotiquement efficace. Enfin, des résultats montrent que l'approche EMV permet de traiter le cas des signaux fBm pollués par un bruit.

8. Parallélisation de l'algorithme du K-means sur un système reconfigurable : Application aux images hyper-spectrales Dominique LAVENIER. 437-445 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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L'article présente une architecture parallèle spécialisée pour l'algorithme du K-means, un algorithme de classification qui regroupe les objets de manière non hiérarchique. Nous proposons une mise en oeuvre sur un système reconfigurable composé d'un PC couplé à une carte FPGA par l'intermédiaire de son bus d'entrées/sorties. L'expérimentation porte sur la segmentation d'images hyper-spectrales et démontre que les temps de traitement peuvent être réduits de quelques heures à quelques minutes. Cette réalisation met également en évidence l'influence de la qualité de la liaison entre le processeur et la carte FPGA sur les performances globales du système.

9. Nouveaux attributs de texture invariants par rotation K. CHEHDI, C. ROSENBERGER. 447-454 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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