Etudiant doctorant Franco-Chinois depuis octobre 2006 entre l'Ecole Centrale de Lyon au Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustiques (LMFA) et l'Institut d'Automatique de l'Académie des Sciences de Chine (CASIA) au Laboratoire d'Informatiques, d'Automatiques et de Mathématiques Appliquées (LIAMA) à Pékin.

Soutenance prévue début 2010.

Contexte, importance

          Une série temporelle d'image permet de capturer le déplacement de particules dans un fluide. A petites échelles, l'acquisition peut être effectuée en laboratoire, dans des conditions contrôlées. A très large échelle, il est également possible d'observer le déplacement de courants atmosphériques, au moyen de l'imagerie satellitaire. Indépendamment du système d'acquisition, la dynamique du mouvement reste la même et est fondamentalement guidée par les équations de Navier Stokes. Notons que ces mouvements sont généralement turbulents ayant des caractéristiques déterministes et aléatoires. Le calcul du déplacement des particules à partir des images est d'importance majeure pour la bonne compréhension et modélisation de ces phénomèmes. En particulier, lorsque l'on s'attaque à la modélisation des phénomènes naturels, les conditions initiales sont généralement inconnues ou incomplètes. Le rôle de l'imagerie doit être de permettre de valider les modèles de mécanique des fluides et de retrouver certains de ces paramètres.

Objectif

          L'objectif de ce travail de recherche doctoral est de proposer et valider une approche originale portant sur l'estimation du mouvement de particules en déplacement dans les images de télédétection. Ce travail est de nature multidisciplinaire et prendra appui simultanément sur les techniques les plus récentes issues du domaine de la mécanique des fluides et du domaine du traitement de l'image. L'approche proposée devra permettre d'estimer le champs de propagation en tenant compte de contraintes globales et locales et du manque d'information. L'application portera sur le suivi des vents de sable observés dans une séquence d'images satellitaires.

Application

          L'application concernée, soit l'étude des vents de sable, est d'importance majeure pour l'analyse des phénomènes de désertification. Ceux-ci apparaissent directement sur au moins quatre des cinq continents (Afrique du Nord, Asie, Amérique, Australie). Certains pays d'Europe (dont la France) sont de fait indirectement touchés au travers de pluies de sable. Les images utilisées sont issues de satellites géostationnaires. Dans le cadre de ce travail, nous nous concentrerons en particulier sur l'Asie (Satellite Chinois FengYun et Japonais GMS) et l'Afrique (satellite Européen Meteosat).

Téléchargement: Cassisa_CV.pdf

En construction...

• Implémentation d'un codeur MPEG (en langage Matlab) :

Schéma du codeur/décodeur MPEG



Supperposition du signal original et du signal codé/décodé

Pour plus d'informations voir notre rapport de projet (en PDF).

Code disponible dans l'archive contenant les fichiers sources Matlab: Code_MPEG.rar .

•      Implémentation en C de l'algorithme de contour actif suivant le modèle proposé par Chan-Vese (Active Contours without Edges for Vector-Valued Images) :

        Cet algorithme est basé sur les techniques d'évolution de courbure, de la fonction Mumford-Shah pour la segmentation et des LevelSets. Ce modèle peut détecter des objets qui n'ont pas de bordure et qui ne sont pas forcément définis par le gradient. Notre implémentation s'adapte sur des images scalaires en niveau de gris (monospectrales), mais aussi sur des images vectorielles (en couleur RGB ou multispectrales).

Niveaux de gris	RGB couleur

Image multispectrale: retrouve les informations manquantes

Canal 1	Canal 2	Carte contour

En construction...

          Les déplacements lents de terrains sont connus pour être difficiles à prévoir et à empêcher. Dans ce travail, nous proposons une nouvelle approche pour estimer le déplacement des cimes des arbres observé à partir d'images "haute résolution". Nous assumons qu'il existe une relation directe entre la cime des arbres et le terrain. La méthodologie, que nous définissons, intègre l'équation du flot optique dans un champ de variables aléatoires Markoviennes. Nous introduisons le concept de déplacement d'objet, pour lequel des nouveaux termes d'énergie sont dérivés. La méthode permet alors de différencier le mouvement global d'une structure et les mouvements locaux qui animent les sous-structures. Nous appliquons notre algorithme sur deux séquences de deux images de forêt générées par AMAP, suivant un déplacement unidirectionnel et radial.

Etude sur un cas synthétique:

Schéma de la topographie du sol

Vue aérienne de la forêt (haut)
2 types de champ de déplacements synthétiques des arbres (bas)

Comparaisons des estimations des champs obtenus avec notre approche (haut) et Horn & Schunck (bas) pour les 2 types de déplacement (gauche,droite)

Pour plus d'informations voir le rapport de projet (PDF, en anglais) ou la présentation (Power Point, en anglais) qui détaillent le modèle implémenté et illustrent les résultats obtenus. 

Source des résultats illustrés et description de la méthode dans Prinet et al. [2006]