Zakaria Mabed Université de Marne la Vallée École Nationale des Sciences Géographiques (France)...
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Zakaria MabedZakaria Mabed
Université de Marne la ValléeUniversité de Marne la ValléeÉcole Nationale des Sciences GéographiquesÉcole Nationale des Sciences Géographiques
(France)(France)UNIVERSITÉ
LAVAL
Application d’algorithmes d’extraction de la couleur et des textures à partir d’images
aériennes dans le contexte de l’extraction de bâtiments pour
supporter le peuplement des bases de données géospatiales à
représentation multiples
Introduction
Ce projet de stage s’inscrit dans le cadre des travaux de Ce projet de stage s’inscrit dans le cadre des travaux de Doctorat de Benoît FrédéricqueDoctorat de Benoît Frédéricque
Objectif général du DoctoratObjectif général du DoctoratRéduction des interventions de l’opérateur dans le processus Réduction des interventions de l’opérateur dans le processus de peuplement des bases de données 3D à représentation de peuplement des bases de données 3D à représentation multiple (BDRM-3D)multiple (BDRM-3D)
Moyens:Moyens:Implication explicite de connaissances a priori dans le Implication explicite de connaissances a priori dans le processusprocessusExploitation du concept de Exploitation du concept de Instance Driven SASSInstance Driven SASS
Objectif spécifique du stageObjectif spécifique du stageavoir un ou plusieurs algorithme(s) performants qui extraient avoir un ou plusieurs algorithme(s) performants qui extraient
le contour des bâtiments en connaissant a priori leurs le contour des bâtiments en connaissant a priori leurs couleurs et éventuellement leurs texturescouleurs et éventuellement leurs textures
Organisation du projet de stage
Objectif spécifique du stageObjectif spécifique du stageavoir un ou plusieurs algorithme(s) performants qui avoir un ou plusieurs algorithme(s) performants qui extraient le contour des bâtiments en connaissant a priori extraient le contour des bâtiments en connaissant a priori leurs couleurs et éventuellement leurs texturesleurs couleurs et éventuellement leurs textures
Problématiques:Problématiques:Quelles sont les différentes méthodes d’exploitation de la Quelles sont les différentes méthodes d’exploitation de la couleur?couleur?
Est-ce que la couleur peut aider l’extraction des contours?Est-ce que la couleur peut aider l’extraction des contours?
Est-ce que la couleur apporte une contribution Est-ce que la couleur apporte une contribution
supplémentaire aux approches traditionnelles d’extraction supplémentaire aux approches traditionnelles d’extraction
de contour?de contour?
Organisation du projet de stage
Le stage se divise en 2 parties :Le stage se divise en 2 parties :
1.1. État de l’art des algorithmes de segmentation d’images État de l’art des algorithmes de segmentation d’images en couleur (mars -> avril)en couleur (mars -> avril)
Définition des espaces de couleur les plus appropriésDéfinition des espaces de couleur les plus appropriés
Sélection des méthodes les plus en adéquation avec le Sélection des méthodes les plus en adéquation avec le contexte général du projet (méthodes simples, robustes, contexte général du projet (méthodes simples, robustes, rapides, …)rapides, …)
2.2. Développement et tests (mai -> août)Développement et tests (mai -> août)Réalisation d’une application logicielle impliquant les Réalisation d’une application logicielle impliquant les méthodes de segmentation sélectionnéesméthodes de segmentation sélectionnées
Réalisation d’un banc d’essai sur des jeux de Réalisation d’un banc d’essai sur des jeux de
données représentatifs (images satellitaires Quickbird données représentatifs (images satellitaires Quickbird
et Ikonos)et Ikonos)
Choix d’un espace colorimétrique
Différents espaces colorimétriquesDifférents espaces colorimétriquesL’espace Rouge Vert Bleu (RVB)L’espace Rouge Vert Bleu (RVB)
Il est basé sur la trichromieIl est basé sur la trichromieC’est le plus utiliséC’est le plus utilisé
Les espaces Lab et LuvLes espaces Lab et LuvL désigne la luminance et a,b et u,v la couleurL désigne la luminance et a,b et u,v la couleurCe sont des espaces uniformes : Les couleurs sontCe sont des espaces uniformes : Les couleurs sont
différenciée de la même manière que par notre oeildifférenciée de la même manière que par notre oeil
L’espace Teinte Saturation Luminance (TSL)L’espace Teinte Saturation Luminance (TSL)C’est l’espace le plus perceptuelC’est l’espace le plus perceptuel
L’espace TSL est le plus intéressant car c’est le L’espace TSL est le plus intéressant car c’est le plus perceptuel et la teinte est indépendante de plus perceptuel et la teinte est indépendante de certains effets d’ombrage et certains effets spéculairescertains effets d’ombrage et certains effets spéculaires
Exemple : Teinte Saturation LuminanceImage
OriginaleTeinte
Saturation Luminance
État de l’art: la segmentation couleur
Exploitation de la librairie OpenCv d’IntelExploitation de la librairie OpenCv d’IntelNombreuses fonctions utilesNombreuses fonctions utiles
Détection de contours (Sobel, Canny, …)Détection de contours (Sobel, Canny, …)Détection de coinsDétection de coinsSegmentation d’images (hiérarchique exploitant la couleur, k-Segmentation d’images (hiérarchique exploitant la couleur, k-means, …)means, …)Fonctions de morphologie mathématique (érosion, ouverture, Fonctions de morphologie mathématique (érosion, ouverture, …)…)Fonctions de filtrageFonctions de filtrageFonctions de transformation d’espace de couleurFonctions de transformation d’espace de couleur
Recherche dans la littératureRecherche dans la littérature« Color Image Segmentation: A State-of-the-Art Survey » (L. Lucchese and S.K. Mitra)
Méthodes utilisant un espace de caractéristiquesMéthodes travaillant directement sur l’imageMéthodes basées sur des modèles physiques
État de l’art: la segmentation couleur
Approches retenues pour l’instantApproches retenues pour l’instantLibrairie OpenCv d’IntelLibrairie OpenCv d’Intel
Fonctions de transformation d’espace de couleur Fonctions de transformation d’espace de couleur Détection de contoursDétection de contours
Sobel (niveaux de gris et espace couleur)Sobel (niveaux de gris et espace couleur)Détection de coinsDétection de coinsFonctions de morphologie mathématiqueFonctions de morphologie mathématique
« Color Image Segmentation: A State-of-the-Art Survey » (L. Lucchese and S.K. Mitra)
Méthodes travaillant directement sur l’image segmentation par croissance de régions
Méthodes basées sur des modèles physiques calcul de quasi invariants aux effets spéculaires
et d’ombrage
Évaluation des résultats
Établir des critères pour choisir les algorithmes les plus adaptés à Établir des critères pour choisir les algorithmes les plus adaptés à l’objectif finall’objectif final
temps de calcultemps de calculSimplicité des réglagesSimplicité des réglagesRobustesseRobustesse……
Comparer les contours extraits avec les algorithmes exploitant la Comparer les contours extraits avec les algorithmes exploitant la couleur avec des données vectorielles (« vérité terrain »)couleur avec des données vectorielles (« vérité terrain »)
Qualité de chaque méthode individuelleQualité de chaque méthode individuelle
Comparer les contours extraits avec chacun des algorithmes Comparer les contours extraits avec chacun des algorithmes exploitant la couleurexploitant la couleur
Performance relative de chaque méthodePerformance relative de chaque méthode
Comparer les contours extraits avec les algorithmes exploitant la Comparer les contours extraits avec les algorithmes exploitant la couleur avec les contours extraits avec des méthodes ne couleur avec les contours extraits avec des méthodes ne l’exploitant pasl’exploitant pas
Apport de la couleurApport de la couleur
Quelques résultats
Application du Application du filtre Sobel à filtre Sobel à l’image en niveaux l’image en niveaux de gris de gris (Composante (Composante Intensité) puis Intensité) puis seuillageseuillage
Application du Application du filtre Sobel à filtre Sobel à l’image de Teinte l’image de Teinte puis seuillagepuis seuillage
Textures ?
Pour l’instant le travail se fait surtout sur Pour l’instant le travail se fait surtout sur la couleur mais de nombreux algorithmes la couleur mais de nombreux algorithmes combinent couleur et texturecombinent couleur et texture
Les toits des bâtiments sont très peu Les toits des bâtiments sont très peu texturéstexturés
recherche sur l’absence de texture?recherche sur l’absence de texture?
Exploitation de la texture présente dans Exploitation de la texture présente dans l’environnement?l’environnement?
Merci de votre attention
Questions?