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Les Publications
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31 Thèses de Doctorat et Habilitations |
10 - The 'Gas of circles' model and its application to tree crown extraction.
P. Horvath. Thèse de Doctorat, Universite de Szeged, Universite de Nice Sophia Antipolis, décembre 2007.
Mots-clés : a priori géométrique, Contours actifs d'ordre supérieur, Champ de Phase, Gaz de cercles.
@PHDTHESIS{horvath_these,
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| author |
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{Horvath, P.}, |
| title |
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{The 'Gas of circles' model and its application to tree crown extraction}, |
| year |
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{2007}, |
| month |
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{décembre}, |
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{Universite de Szeged, Universite de Nice Sophia Antipolis}, |
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{ftp://ftp-sop.inria.fr/ariana/Articles/2007_horvath_these.pdf}, |
| keyword |
= |
{a priori géométrique, Contours actifs d'ordre supérieur, Champ de Phase, Gaz de cercles} |
| } |
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11 - Modèles stochastiques pour la reconstruction tridimensionnelle d'environnements urbains.
F. Lafarge. Thèse de Doctorat, Ecole des Mines de Paris, octobre 2007.
Mots-clés : Reconstruction en 3D, Zones urbaines, Imagerie satellitaire, Approche structurelle, Recuit Simule, MCMC.
@PHDTHESIS{lafarge_phd07,
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| author |
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{Lafarge, F.}, |
| title |
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{Modèles stochastiques pour la reconstruction tridimensionnelle d'environnements urbains}, |
| year |
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{2007}, |
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{octobre}, |
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{Ecole des Mines de Paris}, |
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{http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00179695/en/}, |
| keyword |
= |
{Reconstruction en 3D, Zones urbaines, Imagerie satellitaire, Approche structurelle, Recuit Simule, MCMC} |
| } |
Résumé :
Cette thèse aborde le problème de la reconstruction tridimensionnelle de zones urbaines à partir d'images satellitaires très haute résolution. Le contenu informatif de ce type de données est insuffisant pour permettre une utilisation efficace des nombreux algorithmes développés pour des données aériennes. Dans ce contexte, l'introduction de connaissances a priori fortes sur les zones urbaines est nécessaire. Les outils stochastiques sont particulièrement bien adaptés pour traiter cette problématique.
Nous proposons une approche structurelle pour aborder ce sujet. Cela consiste à modéliser un bâtiment comme un assemblage de modules urbains élémentaires extraits d'une bibliothèque de modèles 3D paramétriques. Dans un premier temps, nous extrayons les supports 2D de ces modules à partir d'un Modèle Numérique d' Elévation (MNE). Le résultat est un agencement de quadrilatères dont les éléments voisins sont connectés entre eux. Ensuite, nous reconstruisons les bâtiments en recherchant la configuration optimale de modèles 3D se fixant sur les supports précédemment extraits. Cette configuration correspond à la réalisation qui maximise une densité mesurant la cohérence entre la réalisation et le MNE, mais également prenant en compte des connaissances a priori telles que des lois d'assemblage des modules. Nous discutons enfin de la pertinence de cette approche en analysant les résultats obtenus à partir de données satellitaires (simulations PLEIADES). Des expérimentations sont également réalisées à partir d'images aériennes mieux résolues. |
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12 - Indexing of satellite images using structural information.
A. Bhattacharya. Thèse de Doctorat, Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications, 2007.
Mots-clés : Landscape, Segmentation, Features, Extraction, Classification, Data mining.
@PHDTHESIS{bhattacharya_these,
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| author |
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{Bhattacharya, A.}, |
| title |
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{Indexing of satellite images using structural information}, |
| year |
= |
{2007}, |
| school |
= |
{Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications}, |
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= |
{ftp://ftp-sop.inria.fr/ariana/Articles/2007_bhattacharya_these.pdf}, |
| keyword |
= |
{Landscape, Segmentation, Features, Extraction, Classification, Data mining} |
| } |
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13 - Etude du couvert forestier par processus ponctuels marqués.
G. Perrin. Thèse de Doctorat, Ecole Centrale Paris, octobre 2006.
Mots-clés : Extraction de Houppiers, Processus ponctuels marques, Geometrie stochastique, Extraction d'objets, RJMCMC.
@PHDTHESIS{perrin_phd06,
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| author |
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{Perrin, G.}, |
| title |
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{Etude du couvert forestier par processus ponctuels marqués}, |
| year |
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{2006}, |
| month |
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{octobre}, |
| school |
= |
{Ecole Centrale Paris}, |
| url |
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{http://www-sop.inria.fr/ariana/personnel/Guillaume.Perrin/resume.php}, |
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{http://www-sop.inria.fr/ariana/personnel/Guillaume.Perrin/DOWNLOADS/these_perrin_2006.pdf}, |
| keyword |
= |
{Extraction de Houppiers, Processus ponctuels marques, Geometrie stochastique, Extraction d'objets, RJMCMC} |
| } |
Résumé :
Cette thèse aborde le problème de l'extraction d'arbres à partir d'images aériennes InfraRouge Couleur (IRC) de forêts. Nos modèles reposent sur l'utilisation de processus objets ou processus ponctuels marqués. Il s'agit de variables aléatoires dont les réalisations sont des configurations d'objets géométriques. Une fois l'objet géométrique de référence choisi, nous définissons l'énergie du processus par le biais d'un terme a priori, modélisant les contraintes sur les objets et leurs interactions, ainsi qu'un terme image. Nous échantillonnons le processus objet grâce à un algorithme de type Monte Carlo par Chaînes de Markov à sauts réversibles (RJMCMC), optimisé par un recuit simulé afin d'extraire la meilleure configuration d'objets, qui nous donne l'extraction recherchée.
Dans ce manuscrit, nous proposons différents modèles d'extraction de houppiers, qui extraient des informations à l'échelle de l'arbre selon la densité du peuplement. Dans les peuplements denses, nous présentons un processus d'ellipses, et dans les zones de plus faible densité, un processus d'ellipsoïdes. Nous obtenons ainsi le nombre d'arbres, leur localisation, le diamètre de la couronne et leur hauteur pour les zones non denses. Les algorithmes automatiques résultant de cette modélisation sont testés sur des images IRC très haute résolution fournies par l'Inventaire Forestier National (IFN). |
Abstract :
This thesis addresses the problem of tree crown extraction from Colour InfraRed (CIR) aerial images of forests. Our models are based on object processes, otherwise known as marked point processes. These mathematical objects are random variables whose realizations are configurations of geometrical shapes. This approach yields an energy minimization problem, where the energy is composed of a regularization term (prior density), which introduces some constraints on the objects and their interactions, and a data term, which links the objects to the features to be extracted. Once the reference object has been chosen, we sample the process and extract the best configuration of objects with respect to the energy, using a Reversible Jump Markov Chain Monte Carlo (RJMCMC) algorithm embedded in a Simulated Annealing scheme.
We propose different models for tree crown extraction depending on the density of the stand. In dense areas, we use an ellipse process, while in sparse vegetation an ellipsoïd process is used. As a result we obtain the number of stems, their position, the diameters of the crowns and the heights of the trees for sparse areas. The resulting algorithms are tested on high resolution CIR aerial images provided by the French National Forest Inventory (IFN). |
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14 - Constance de largeur et désocclusion dans les images digitales.
E. Villéger. Thèse de Doctorat, Universite de Nice Sophia Antipolis, décembre 2005.
@PHDTHESIS{villeger_these,
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| author |
= |
{Villéger, E.}, |
| title |
= |
{Constance de largeur et désocclusion dans les images digitales}, |
| year |
= |
{2005}, |
| month |
= |
{décembre}, |
| school |
= |
{Universite de Nice Sophia Antipolis}, |
| pdf |
= |
{ http://www-sop.inria.fr/dias/Theses/phd-12.php}, |
| keyword |
= |
{} |
| } |
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15 - Contours actifs d'ordre supérieur et leur application à la détection de linéiques dans des images de télédétection.
M. Rochery. Thèse de Doctorat, Universite de Nice Sophia Antipolis, Sophia Antipolis, septembre 2005.
Mots-clés : Contour actif, Ordre superieur, Champ de Phase, Reseaux lineiques, Reseaux routiers.
@PHDTHESIS{rochery_these,
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| author |
= |
{Rochery, M.}, |
| title |
= |
{Contours actifs d'ordre supérieur et leur application à la détection de linéiques dans des images de télédétection}, |
| year |
= |
{2005}, |
| month |
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{septembre}, |
| school |
= |
{Universite de Nice Sophia Antipolis}, |
| address |
= |
{Sophia Antipolis}, |
| pdf |
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{http://hal.inria.fr/docs/00/04/86/28/PDF/tel-00010631.pdf}, |
| keyword |
= |
{Contour actif, Ordre superieur, Champ de Phase, Reseaux lineiques, Reseaux routiers} |
| } |
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16 - Processus Ponctuels Marqués pour l'Extraction Automatique de Caricatures de Bâtiments à partir de Modèles Numériques d'Elévation.
M. Ortner. Thèse de Doctorat, Universite de Nice Sophia Antipolis, octobre 2004.
Mots-clés : Processus ponctuels marques, Extraction d'objets, Batiments, Modele numerique d'elevation (MNE), RJMCMC, Geometrie stochastique.
@PHDTHESIS{mortner_these,
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| author |
= |
{Ortner, M.}, |
| title |
= |
{Processus Ponctuels Marqués pour l'Extraction Automatique de Caricatures de Bâtiments à partir de Modèles Numériques d'Elévation}, |
| year |
= |
{2004}, |
| month |
= |
{octobre}, |
| school |
= |
{Universite de Nice Sophia Antipolis}, |
| url |
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{https://hal.inria.fr/tel-00189803}, |
| pdf |
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{http://hal.inria.fr/docs/00/18/98/03/PDF/These_Ortner.pdf}, |
| keyword |
= |
{Processus ponctuels marques, Extraction d'objets, Batiments, Modele numerique d'elevation (MNE), RJMCMC, Geometrie stochastique} |
| } |
Résumé :
Cette thèse se place dans un cadre de reconstruction urbaine et propose un corpus algorithmique pour extraire des formes simples sur les Modèles Numériques d'Elévation. Ce type de données décrit le relief d'une zone urbaine par une grille régulière de points à chacun desquels est associée une information de hauteur.
Les modèles utilisés reposent sur l'utilisation de processus ponctuels marqués. Il s'agit de variables aléatoires dont les réalisations sont des configurations d'objets géométriques. Ces modèles permettent d'introduire des contraintes sur la forme des objets recherchés dans une image ainsi qu'un terme de régularisation modélisé par des interactions entre les objets. Une énergie peut être associée aux configurations d'objets et la configuration minimisant cette énergie trouvée au moyen d'un recuit-simulé couplé à un échantillonneur de type Monte Carlo par Chaîne de Markov à sauts réversibles (RJMCMC).
Nous proposons quatre modèles pour extraire des caricatures de bâtiments à partir de descriptions altimétriques de zones urbaines denses. Chaque modèle est constitué par une forme d'objet, une énergie d'attache aux données et une énergie de régularisation. Les deux premiers modèles permettent d'extraire des formes simples (rectangles) en utilisant une contrainte d'homogénéité pour l'un et une détection des discontinuités pour l'autre. Le troisième modèle modélise les bâtiments par une forme polyhédrique. Le dernier modèle s'intéresse à l'apport d'une coopération entre des objets simples. Les algorithmes obtenus, automatiques, sont évalués sur des données réelles fournies par l'IGN (MNE Laser et optiques de différentes qualités). |
Abstract :
The context of this thesis is the reconstruction of urban areas from images. It proposes a set of algorithms for extracting simple shapes from Digital Elevation Models (DEM). DEMs describe the altimetry of an urban area by a grid of points, each of which has a height associated to it.
The proposed models are based on marked point processes. These mathematical objects are random variables whose realizations are configurations of geometrical shapes. Using these processes, we can introduce constraints on the shape of the objects to be detected in an image, and a regularizing term incorporating geometrical interactions between objects. An energy can be associated to each object configuration, and the global minima of this energy can then be found by applying simulated annealing to a Reversible Jump Monte Carlo Markov Chain sampler (RJMCMC).
We propose four different models for extracting the outlines of buildings from altimetric descriptions of dense urban areas. Each of these models is constructed from an object shape, a data energy, and a regularizing energy.
The first two models extract simple shapes (rectangles) using, respectively, a homogeneity constraint and discontinuity detection. The third model looks for three-dimensional polyhedral buildings. The last model uses cooperation between two types of objects, rectangles and segments.
The resulting algorithms are evaluated on real data provided by the French National Geographic Institute (a laser DEM and optical DEMs of differing quality). |
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17 - Extraction de Réseaux Linéiques à partir d'Images Satellitaires et Aériennes par Processus Ponctuels Marqués.
C. Lacoste. Thèse de Doctorat, Universite de Nice Sophia Antipolis, septembre 2004.
Mots-clés : Geometrie stochastique, Extraction d'objets, RJMCMC, Reseaux lineiques, Recuit Simule, Processus ponctuels marques.
@PHDTHESIS{lacoste_these,
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| author |
= |
{Lacoste, C.}, |
| title |
= |
{Extraction de Réseaux Linéiques à partir d'Images Satellitaires et Aériennes par Processus Ponctuels Marqués}, |
| year |
= |
{2004}, |
| month |
= |
{septembre}, |
| school |
= |
{Universite de Nice Sophia Antipolis}, |
| url |
= |
{https://hal.inria.fr/tel-00261397}, |
| pdf |
= |
{http://hal.inria.fr/docs/00/26/13/97/PDF/THESE_CAROLINE_LACOSTE.pdf}, |
| keyword |
= |
{Geometrie stochastique, Extraction d'objets, RJMCMC, Reseaux lineiques, Recuit Simule, Processus ponctuels marques} |
| } |
Résumé :
Cette thèse aborde le problème de l'extraction non supervisée des réseaux linéiques (routes, rivières, etc.) à partir d'images satellitaires et aériennes. Nous utilisons des processus objet, ou processus ponctuels marqués, comme modèles a priori. Ces modèles permettent de bénéficier de l'apport d'un cadre stochastique (robustesse au bruit, corpus algorithmique, etc.) tout en manipulant des contraintes géométriques fortes. Un recuit simulé sur un algorithme de type Monte Carlo par Chaîne de Markov (MCMC) permet une optimisation globale sur l'espace des configurations d'objets, indépendamment de l'initialisation.
Nous proposons tout d'abord une modélisation du réseau linéique par un processus dont les objets sont des segments interagissant entre eux. Le modèle a priori est construit de façon à exploiter au mieux la topologie du réseau recherché au travers de potentiels fondés sur la qualité de chaque interaction. Les propriétés radiométriques sont prises en compte dans un terme d'attache aux données fondé sur des mesures statistiques.
Nous étendons ensuite cette modélisation à des objets plus complexes. La manipulation de lignes brisées permet une extraction plus précise du réseau et améliore la détection des bifurcations.
Enfin, nous proposons une modélisation hiérarchique des réseaux hydrographiques dans laquelle les affluents d'un fleuve sont modélisés par un processus de lignes brisées dans le voisinage de ce fleuve.
Pour chacun des modèles, nous accélérons la convergence de l'algorithme MCMC par l'ajout de perturbations adaptées.
La pertinence de cette modélisation par processus objet est vérifiée sur des images satellitaires et aériennes, optiques et radar. |
Abstract :
This thesis addresses the problem of the unsupervised extraction of line networks (roads, rivers, etc.) from remotely sensed images. We use object processes, or marked point processes, as prior models. These models benefit from a stochastic framework (robustness w.r.t. noise, algorithms, etc.) while incorporating strong geometric constraints. Optimization is done via simulated annealing using a Reversible Jump Markov Chain Monte Carlo (RJMCMC) algorithm, without any specific initialization.
We first propose to model line networks by a process whose objects are interacting line segments. The prior model is designed to exploit as fully as possible the topological properties of the network under consideration through potentials based on the quality of each interaction. The radiometric properties of the network are modeled using a data term based on statistical measures.
We then extend this model to more complex objects. The use of broken lines improves the detection of network junctions and increases the accuracy of the extracted network.
Finally, we propose a hierarchical model of hydrographic networks in which the tributaries of a given river are modeled by a process of broken lines in the neighborhood of this river. For each model, we accelerate convergence of the RJMCMC algorithm by using appropriate perturbations.
We show experimental results on aerial and satellite images (optical and radar data) to verify the relevance of the object process models. |
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18 - Contribution à l'Analyse de Textures en Traitement d'Images par Méthodes Variationnelles et Equations aux Dérivées Partielles.
J.F. Aujol. Thèse de Doctorat, Universite de Nice Sophia Antipolis, juin 2004.
Mots-clés : Decomposition d'images, Classification, Restauration, Analyse fonctionnelle, Espace Variations Bornees, Espaces de Sobolev.
@PHDTHESIS{JFAujol,
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| author |
= |
{Aujol, J.F.}, |
| title |
= |
{Contribution à l'Analyse de Textures en Traitement d'Images par Méthodes Variationnelles et Equations aux Dérivées Partielles}, |
| year |
= |
{2004}, |
| month |
= |
{juin}, |
| school |
= |
{Universite de Nice Sophia Antipolis}, |
| url |
= |
{https://hal.inria.fr/tel-00006303}, |
| pdf |
= |
{http://hal.inria.fr/docs/00/04/68/89/PDF/tel-00006303.pdf}, |
| keyword |
= |
{Decomposition d'images, Classification, Restauration, Analyse fonctionnelle, Espace Variations Bornees, Espaces de Sobolev} |
| } |
Résumé :
Cette thèse est un travail en mathématiques appliquées. Elle aborde quelques problèmes en analyse d'images et utilise des outils mathématiques spécifiques.
L'objectif des deux premières parties de cette thèse est de proposer un modèle pour décomposer une image f'en trois composantes : f=u+v+w. Notre approche repose sur l'utilisation d'espaces mathématiques adaptés à chaque composante: l'espace BV des fonctions à variations bornées pour u, un espace G'proche du dual de BV pour les textures, et un espace de Besov d'exposant négatif E'pour le bruit. Nous effectuons l'étude mathématique complète des différents modèles que nous proposons. Nous illustrons notre approche par de nombreux exemples.Dans la troisième et dernière partie de cette thèse, nous nous intéressons spécifiquement à la composante texturée. Nous proposons un algorithme de classification supervisée pour les images texturées. |
Abstract :
This Ph.D. thesis is a work in applied mathematics. It deals with image processing problems, and uses specific mathematical tools.
The aim of the two first parts is to propose a model for decomposing an image f'into three components : f=u+v+w. Our approach relies on the use of mathematical spaces adapted to each component : the space BV of functions with bounded variations for u, a space G'close to the dual space of BV for v, and a negative Besov space E'for w. We carry out the complete mathematical analysis of the different models we propose. We illustrate our approach with many numerical examples. In the third and last part, we only deal with the texture component of an image. We propose a supervised classification algorithm for textured images. |
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19 - Méthodes stochastiques en analyse d'image : des champs de Markov aux processus ponctuels marqués.
X. Descombes. Habilitation à diriger des Recherches, Universite de Nice Sophia Antipolis, février 2004.
Mots-clés : Champs de Markov, Geometrie stochastique.
@PHDTHESIS{Xdescombes,
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| author |
= |
{Descombes, X.}, |
| title |
= |
{Méthodes stochastiques en analyse d'image : des champs de Markov aux processus ponctuels marqués}, |
| year |
= |
{2004}, |
| month |
= |
{février}, |
| school |
= |
{Universite de Nice Sophia Antipolis}, |
| type |
= |
{Habilitation à diriger des Recherches}, |
| url |
= |
{https://hal.inria.fr/tel-00506084}, |
| pdf |
= |
{ftp://ftp-sop.inria.fr/ariana/Articles/HDRdescombes.pdf}, |
| keyword |
= |
{Champs de Markov, Geometrie stochastique} |
| } |
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