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Publications sur Extraction d'objets
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10 Articles de conférence |
7 - Evaluation des Ressources Forestières à l'aide de Processus Ponctuels Marqués.
G. Perrin et X. Descombes et J. Zerubia. Dans Proc. Reconnaissance des Formes et Intelligence Artificielle (RFIA), Tours, France, janvier 2006.
Mots-clés : Extraction de Houppiers, Geometrie stochastique, Processus ponctuels marques, Extraction d'objets.
@INPROCEEDINGS{perrin_06_a,
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| author |
= |
{Perrin, G. and Descombes, X. and Zerubia, J.}, |
| title |
= |
{Evaluation des Ressources Forestières à l'aide de Processus Ponctuels Marqués}, |
| year |
= |
{2006}, |
| month |
= |
{janvier}, |
| booktitle |
= |
{Proc. Reconnaissance des Formes et Intelligence Artificielle (RFIA)}, |
| address |
= |
{Tours, France}, |
| pdf |
= |
{ftp://ftp-sop.inria.fr/ariana/Articles/perrin_rfia06.pdf}, |
| keyword |
= |
{Extraction de Houppiers, Geometrie stochastique, Processus ponctuels marques, Extraction d'objets} |
| } |
Résumé :
Les images aériennes et satellitaires jouent un role de plus en plus important dans le domaine de la gestion des ressources naturelles, et en particulier des forêts. Les organismes chargés d'en faire l'inventaire, comme l'Inventaire Forestier National (IFN) en France, s'appuient en effet sur ces images pour observer les différentes espèces d'arbres d'une zone boisée, avant de se rendre sur le terrain pour une étude plus poussée. La résolution submétrique des données permet, en outre, d'entrevoir une étude plus fine, à savoir un comptage à l'arbre près et une classification automatique des houppiers (ensemble des branches et du feuillage d'un arbre). Cette évaluation précise des ressources forestières n'est actuellement pas disponible. Aussi, le développement d'outils automatiques, chargés d'aider les gestionnaires du paysage dans leur travail en leur apportant une connaissance des ressources à l'échelle de l'arbre, se révèle-t-il être d'un intérêt grandissant.L'objectif de notre travail est donc d'extraire des houppiers à partir d'images aériennes de forêts à très haute résolution. Notre approche consiste à modéliser les peuplements forestiers par un processus ponctuel marqué d'ellipses, dont les points représentent les positions des arbres et les marques leurs caractéristiques géométriques. La densité de ce processus comporte une composante de régularisation, dite a priori, qui introduit des interactions entre les objets du processus, ainsi qu'une composante d'attache aux données, afin que les objets du processus se positionnent sur les houppiers que l'on souhaite extraire. Il s'agit de trouver la configuration d'objets, en nombre inconnu a priori, qui maximise cette densité. La simulation de tels processus fait appel aux algorithmes de type Monte Carlo par Chaîne de Markov (MCMC) à sauts réversibles, l'optimisation étant réalisée à l'aide d'un recuit simulé.Nous présentons ici un nouveau modèle d'attache aux données. Contrairement à nos précédents modèles testés sur des plantations, ce modèle n'est plus bayésien puisque le terme d'attache aux données est désormais calculé au niveau des objets et non de l'image. Ceci nous permet de travailler sur des images plus générales, avec des densités d'arbres plus variables. Des résultats obtenus sur des images fournies par l'IFN valident ce modèle. |
Abstract :
Aerial and satellite imagery has a key role to play in natural resources management, especially in forestry application. Indeed, forest inventories, such as the French National Inventory (IFN), refer to these images to analyse the different tree species in a stand, before sending a team on the ground to obtain some more advanced knowledge. Moreover, the submetric resolution of the data enables to study forests at the scale of trees, and also to get a more accurate evaluation of the resources such as the number of stems. It would be also of important economical and environmental concerns to develop automatic tools to analyze and monitor forests.We aim at extracting tree crowns from high resolution aerial images of forests. Our approach consists in modelling the forestry images as realizations of a marked point process of ellipses, whose points are the positions of the trees and marks their geometric features. The density of this process embeds a regularization term (prior density), which introduces some interactions between the objects, and a data term, which links the objects to the features to be extracted. Our goal is to find the best configuration of an unknown number of objects, i.e. the configuration that maximizes this density. To sample the marked point process, we use Monte Carlo dynamics (Reversible Jump Markov Chain Monte Carlo), while the optimization is performed via a simulated annealing algorithm.We present here a new model for the data term. Contrary to our previous models tested on plantations images, this model is not Bayesian anymore : the data term is calculated for each object and not for the whole image. This enables us to work on more general images, with variable tree crown densities. Example results are shown on aerial images provided by the French Forest Inventory (IFN). |
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8 - A Marked Point Process Model for Tree Crown Extraction in Plantations.
G. Perrin et X. Descombes et J. Zerubia. Dans Proc. IEEE International Conference on Image Processing (ICIP), Genoa, Italy, septembre 2005.
Mots-clés : Geometrie stochastique, RJMCMC, Extraction de Houppiers, Extraction d'objets, Processus ponctuels marques.
@INPROCEEDINGS{perrin_icip05,
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| author |
= |
{Perrin, G. and Descombes, X. and Zerubia, J.}, |
| title |
= |
{A Marked Point Process Model for Tree Crown Extraction in Plantations}, |
| year |
= |
{2005}, |
| month |
= |
{septembre}, |
| booktitle |
= |
{Proc. IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)}, |
| address |
= |
{Genoa, Italy}, |
| pdf |
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{ftp://ftp-sop.inria.fr/ariana/Articles/perrin_icip05.pdf}, |
| ps |
= |
{ftp://ftp-sop.inria.fr/ariana/Articles/perrin_icip05.ps.gz}, |
| keyword |
= |
{Geometrie stochastique, RJMCMC, Extraction de Houppiers, Extraction d'objets, Processus ponctuels marques} |
| } |
Abstract :
This work presents a framework to extract tree crowns from remotely sensed data, especially in plantation images, using stochastic geometry. We aim at finding the tree top positions, and the tree crown diameter distribution. Our approach consists in considering that these images are some realizations of a marked point process. First we model the tree plantation as a configuration of an unknown number of ellipses. Then, a Bayesian energy is defined, containing both a prior energy which incorporates the prior knowledge of the plantation geometric properties, and a likelihood which fits the objects to the data. Eventually, we estimate the global minimum of this energy using Reversible Jump Markov Chain Monte Carlo dynamics and a simulated annealing scheme. We present results on optical aerial images of poplars provided by IFN. |
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9 - Tree Crown Extraction using Marked Point Processes.
G. Perrin et X. Descombes et J. Zerubia. Dans Proc. European Signal Processing Conference (EUSIPCO), University of Technology, Vienna, Austria, septembre 2004.
Mots-clés : RJMCMC, Processus ponctuels marques, Recuit Simule, Extraction de Houppiers, Extraction d'objets, Geometrie stochastique.
@INPROCEEDINGS{perrin04a,
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| author |
= |
{Perrin, G. and Descombes, X. and Zerubia, J.}, |
| title |
= |
{Tree Crown Extraction using Marked Point Processes}, |
| year |
= |
{2004}, |
| month |
= |
{septembre}, |
| booktitle |
= |
{Proc. European Signal Processing Conference (EUSIPCO)}, |
| address |
= |
{University of Technology, Vienna, Austria}, |
| pdf |
= |
{ftp://ftp-sop.inria.fr/ariana/Articles/perrin_eusipco2004.pdf}, |
| ps |
= |
{ftp://ftp-sop.inria.fr/ariana/Articles/perrin_eusipco2004.ps.gz}, |
| keyword |
= |
{RJMCMC, Processus ponctuels marques, Recuit Simule, Extraction de Houppiers, Extraction d'objets, Geometrie stochastique} |
| } |
Abstract :
In this paper we aim at extracting tree crowns from remotely sensed images. Our approach is to consider that these images are some realizations of a marked point process. The first step is to define the geometrical objects that design the trees, and the density of the process.
Then, we use a Reversible Jump Markov Chain Monte Carlo dynamics and a simulated annealing to get the maximum a posteriori estimator of the tree crown distribution on the image. Transitions of the Markov chain are managed by some specific proposition kernels.
Results are shown on aerial images of poplars provided by IFN. |
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10 - Marked Point Process in Image Analysis : from Context to Geometry.
X. Descombes et F. Kruggel et C. Lacoste et M. Ortner et G. Perrin et J. Zerubia. Dans International Conference on Spatial Point Process Modelling and its Application (SPPA), Castellon, Spain, 2004.
Mots-clés : RJMCMC, Extraction d'objets, Processus ponctuels marques, Geometrie stochastique.
@INPROCEEDINGS{geostoch04a,
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| author |
= |
{Descombes, X. and Kruggel, F. and Lacoste, C. and Ortner, M. and Perrin, G. and Zerubia, J.}, |
| title |
= |
{Marked Point Process in Image Analysis : from Context to Geometry}, |
| year |
= |
{2004}, |
| booktitle |
= |
{International Conference on Spatial Point Process Modelling and its Application (SPPA)}, |
| address |
= |
{Castellon, Spain}, |
| pdf |
= |
{ftp://ftp-sop.inria.fr/ariana/Articles/SPPA_2004.pdf}, |
| ps |
= |
{ftp://ftp-sop.inria.fr/ariana/Articles/SPPA_2004.ps.gz}, |
| keyword |
= |
{RJMCMC, Extraction d'objets, Processus ponctuels marques, Geometrie stochastique} |
| } |
Abstract :
We consider the marked point process framework as a natural extension of the Markov random field approach in image analysis. We consider a general model defined by its density allowing us to consider some geometrical constraints on objects and between objects in feature extraction problems. Some examples are derived for small brain lesions detection from MR Images, road network, tree crown and building extraction from remotely sensed images. The results obtained on real data show the relevance of the proposal approach. |
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9 Rapports de recherche et Rapports techniques |
1 - Estimation des paramètres de modèles de processus ponctuels marqués pour l'extraction d'objets en imagerie spatiale et aérienne haute résolution .
S. Ben Hadj et F. Chatelain et X. Descombes et J. Zerubia. Rapport de recherche 7350, INRIA, juillet 2010.
Mots-clés : Processus ponctuels marques, RJMCMC, Recuit Simule, EM Stochastique (SEM), pseudo-vraisemblance, Extraction d'objets.
@TECHREPORT{RR-7350,
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| author |
= |
{Ben Hadj, S. and Chatelain, F. and Descombes, X. and Zerubia, J.}, |
| title |
= |
{Estimation des paramètres de modèles de processus ponctuels marqués pour l'extraction d'objets en imagerie spatiale et aérienne haute résolution }, |
| year |
= |
{2010}, |
| month |
= |
{juillet}, |
| institution |
= |
{INRIA}, |
| type |
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{Rapport de recherche}, |
| number |
= |
{7350}, |
| url |
= |
{http://hal.archives-ouvertes.fr/inria-00508431/fr/}, |
| keyword |
= |
{Processus ponctuels marques, RJMCMC, Recuit Simule, EM Stochastique (SEM), pseudo-vraisemblance, Extraction d'objets} |
| } |
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2 - Détection de flamants roses par processus ponctuels marqués pour l'estimation de la taille des populations.
S. Descamps et X. Descombes et A. Béchet et J. Zerubia. Research Report 6328, INRIA, octobre 2007.
Mots-clés : Extraction d'objets, modélisation stochastique , Processus ponctuels marques, dynamique de naissance/mort, environnement, flamants roses.
@TECHREPORT{Descamps-Descombes,
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| author |
= |
{Descamps, S. and Descombes, X. and Béchet, A. and Zerubia, J.}, |
| title |
= |
{Détection de flamants roses par processus ponctuels marqués pour l'estimation de la taille des populations}, |
| year |
= |
{2007}, |
| month |
= |
{octobre}, |
| institution |
= |
{INRIA}, |
| type |
= |
{Research Report}, |
| number |
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{6328}, |
| url |
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{http://hal.inria.fr/inria-00180811}, |
| pdf |
= |
{http://hal.inria.fr/docs/00/18/08/93/PDF/RR-Desc-Desc-Bech-Zeru.pdf}, |
| keyword |
= |
{Extraction d'objets, modélisation stochastique , Processus ponctuels marques, dynamique de naissance/mort, environnement, flamants roses} |
| } |
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3 - An automatic building extraction method : Application to the 3D-city modeling.
F. Lafarge et P. Trontin et X. Descombes et J. Zerubia et M. Pierrot-Deseilligny. Research Report 5925, INRIA, France, mai 2006.
Mots-clés : Extraction d'objets, Processus ponctuels marques, Reconstruction en 3D, Zones urbaines, Imagerie satellitaire, Modele numerique d'elevation (MNE).
@TECHREPORT{lafarge_rr_may06,
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| author |
= |
{Lafarge, F. and Trontin, P. and Descombes, X. and Zerubia, J. and Pierrot-Deseilligny, M.}, |
| title |
= |
{An automatic building extraction method : Application to the 3D-city modeling}, |
| year |
= |
{2006}, |
| month |
= |
{mai}, |
| institution |
= |
{INRIA}, |
| type |
= |
{Research Report}, |
| number |
= |
{5925}, |
| address |
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{France}, |
| pdf |
= |
{ftp://ftp-sop.inria.fr/ariana/Articles/2006_lafarge_rr_may06.pdf}, |
| keyword |
= |
{Extraction d'objets, Processus ponctuels marques, Reconstruction en 3D, Zones urbaines, Imagerie satellitaire, Modele numerique d'elevation (MNE)} |
| } |
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4 - A Non-Bayesian Model for Tree Crown Extraction using Marked Point Processes.
G. Perrin et X. Descombes et J. Zerubia. Rapport de Recherche 5846, INRIA, France, février 2006.
Mots-clés : Energie d'attache aux données, Extraction d'objets, Extraction de Houppiers, Processus ponctuels marques, Geometrie stochastique, Reconstruction en 3D.
@TECHREPORT{rr_perrin_nonbay_05,
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| author |
= |
{Perrin, G. and Descombes, X. and Zerubia, J.}, |
| title |
= |
{A Non-Bayesian Model for Tree Crown Extraction using Marked Point Processes}, |
| year |
= |
{2006}, |
| month |
= |
{février}, |
| institution |
= |
{INRIA}, |
| type |
= |
{Research Report}, |
| number |
= |
{5846}, |
| address |
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{France}, |
| url |
= |
{http://hal.inria.fr/inria-00070180/fr/}, |
| pdf |
= |
{http://hal.inria.fr/inria-00070180/fr/}, |
| keyword |
= |
{Energie d'attache aux données, Extraction d'objets, Extraction de Houppiers, Processus ponctuels marques, Geometrie stochastique, Reconstruction en 3D} |
| } |
Résumé :
Dans ce rapport de recherche, notre but est d'extraire les houppiers à partir d'images aériennes de forêts à l'aide de processus ponctuels marqués d'ellipses ou d'ellipsoïdes. Notre approche consiste, en effet, à modéliser les données comme des réalisations de tels processus. Une fois l'objet géométrique de référence choisi, nous échantillonnons le processus objet défini par une densité grâce à un algorithme MCMC à sauts réversibles, optimisé par un recuit simulé afin d'extraire la meilleure configuration d'objets, qui nous donne l'extraction recherchée.
Nous obtenons ainsi le nombre des arbres, leur localisation et leur taille. Nous présentons, dans ce rapport, un modèle 2D et un modèle 3D pour extraire des statistiques forestières. Ceux-ci sont testés sur des images aériennes infrarouge couleur très haute résolution fournies par l'Inventaire Forestier National (IFN). |
Abstract :
High resolution aerial and satellite images of forests have a key role to play in natural resource management. As they enable forestry managers to study forests at the scale of trees, it is now possible to get a more accurate evaluation of the resources. Automatic algorithms are needed in that prospect to assist human operators in the exploitation of these data. In this paper, we present a stochastic geometry approach to extract 2D and 3D parameters of the trees, by modelling the stands as some realizations of a marked point process of ellipses or ellipsoids, whose points are the locations of the trees and marks their geometric features. As a result we obtain the number of stems, their position, and their size. This approach yields an energy minimization problem, where the energy embeds a regularization term (prior density), which introduces some interactions between the objects, and a data term, which links the objects to the features to be extracted, in 2D and 3D. Results are shown on Colour Infrared aerial images provided by the French National Forest Inventory (IFN) |
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5 - Point Processes in Forestry : an Application to Tree Crown Detection.
G. Perrin et X. Descombes et J. Zerubia. Rapport de Recherche 5544, INRIA, France, avril 2005.
Mots-clés : Processus ponctuels marques, Extraction d'objets, RJMCMC, Extraction de Houppiers, Geometrie stochastique.
@TECHREPORT{5544,
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| author |
= |
{Perrin, G. and Descombes, X. and Zerubia, J.}, |
| title |
= |
{Point Processes in Forestry : an Application to Tree Crown Detection}, |
| year |
= |
{2005}, |
| month |
= |
{avril}, |
| institution |
= |
{INRIA}, |
| type |
= |
{Research Report}, |
| number |
= |
{5544}, |
| address |
= |
{France}, |
| url |
= |
{https://hal.inria.fr/inria-00070463}, |
| pdf |
= |
{https://hal.inria.fr/file/index/docid/70463/filename/RR-5544.pdf}, |
| ps |
= |
{https://hal.inria.fr/docs/00/07/04/63/PS/RR-5544.ps}, |
| keyword |
= |
{Processus ponctuels marques, Extraction d'objets, RJMCMC, Extraction de Houppiers, Geometrie stochastique} |
| } |
Résumé :
Dans ce rapport de recherche, notre but est d'extraire des houppiers à partir d'images aériennes de forêts à l'aide de processus ponctuels marqués de disques et d'ellipses. Notre approche consiste, en effet, à modéliser les données comme des réalisations de tels processus. Une fois l'objet géométrique de référence choisi, nous échantillonnons le processus objet défini par une densité grâce à un algorithme MCMC à sauts réversibles, optimisé par un recuit simulé afin d'extraire le maximum a posteriori de cette densité. Cette configuration optimale nous donnera l'extraction recherchée.
Dans une première partie, nous proposons de revenir quelque peu sur les processus ponctuels marqués et leur application dans la foresterie. Puis, nous présentons deux nouveaux modèles d'extraction de houppiers à base de disques et d'ellipses, et discutons de quelques améliorations au niveau de la simulation et de l'optimisation de notre algorithme.
Nous présentons des résultats obtenus sur des images aériennes très haute résolution fournies par l'Inventaire Forestier National (IFN), ainsi que sur des images synthétiques simulées avec le logiciel AMAP (Bionatics, projet Digiplante). |
Abstract :
In this research report, we aim at extracting tree crowns from remotely sensed images using marked point processes of discs and ellipses. Our approach is indeed to consider that the data are some realizations of a marked point process. Once a geometrical object is defined, we sample a marked point process defined by a density with a Reversible Jump Markov Chain Monte Carlo dynamics and simulated annealing to get the maximum a posteriori estimator of the tree crown distribution on the image.
In a first part, we propose to review the basis of marked point processes and some of their examples used in forestry statistic inference. Then, we present two new models, with discs and ellipses, and discuss some improvements made in the optimization or in the simulation.
Results are shown on high resolution aerial images of poplars provided by the French Forest Inventory (IFN), and synthetic images simulated with AMAP software (Bionatics, Digiplante project). |
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6 - Contours Actifs d'Ordre Supérieur Appliqués à la Détection de Linéiques dans des Images de Télédétection.
M. Rochery et I. H. Jermyn et J. Zerubia. Rapport de Recherche 5063, INRIA, France, décembre 2003.
Mots-clés : Reseaux lineiques, Contour actif, Modeles deformables, Extraction d'objets.
@TECHREPORT{RRRochery03,
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| author |
= |
{Rochery, M. and Jermyn, I. H. and Zerubia, J.}, |
| title |
= |
{Contours Actifs d'Ordre Supérieur Appliqués à la Détection de Linéiques dans des Images de Télédétection}, |
| year |
= |
{2003}, |
| month |
= |
{décembre}, |
| institution |
= |
{INRIA}, |
| type |
= |
{Research Report}, |
| number |
= |
{5063}, |
| address |
= |
{France}, |
| url |
= |
{https://hal.inria.fr/inria-00071521}, |
| pdf |
= |
{https://hal.inria.fr/file/index/docid/71521/filename/RR-5063.pdf}, |
| ps |
= |
{https://hal.inria.fr/docs/00/07/15/21/PS/RR-5063.ps}, |
| keyword |
= |
{Reseaux lineiques, Contour actif, Modeles deformables, Extraction d'objets} |
| } |
Résumé :
Dans ce rapport, nous présentons une nouvelle méthode pour l'incorporation d'une information sur la géométrie a priori dans le cadre des contours actifs. Nous introduisons une nouvelle classe de contours actifs d'ordre supérieur, qui sont des énergies quadratiques sur l'espace des 1-chaînes, contrairement aux énergies classiquement utilisées qui sont linéaires. Ces énergies permettent de définir des interactions non triviales entre les différents points du contour. Elles donnent naissance à des forces non locales, permettant ainsi d'introduire une information géométrique forte dans le modèle. D'un point de vue algorithmique, nous utilisons la méthodologie par courbes de niveau afin de trouver le minimum de l'énergie, la présence de forces non locales nécessitant une extension des méthodes standard utilisées pour l'évolution que nous décrivons. Nous utilisons ce nouveau modèle pour la détection de linéiques (routes, rivières, ...) dans les images de télédétection et nous montrons des résultats d'extraction sur des images réelles. |
Abstract :
In this report, we introduce a new class of active contour energies, quadratic on the space of 1-chains, as opposed to classical energies, which are linear. These energies define non trivial interactions between different points of the contour, and thus allow the incorporation of a priori shape information through the generation of non-local forces that carry geometric information. They also allow the definition of complex data terms linking the data at different points of the contour. To solve the models, we use the level set methodology, in the process extending the standard evolution methods to deal with the non-locality of the forces involved. We use this new approach in order to define models for the extraction of line networks (roads, rivers, ...) in satellite imagery. We show some results on real-world images. |
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