Exploitation d’images multi spectrales pour la reconstruction 3D de surfaces dynamiques

Sujets de thèse 2014

Intitulé de la thèse
Exploitation d’images multi spectrales pour la reconstruction 3D de surfaces dynamiques
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : non connu à ce jour
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Spécialité de doctorat : Image Signal et Automatique

Lieu de travail
Poitiers – Site du Futuroscope
Laboratoire d’accueil : XLIM/SIC

Date Limite de candidature : 15/05/2014

Présentation de l’équipe de recherche
ICONE – Thematique: Surface, Image et Matière

L’objectif ici l’étude et la caractérisation d’environnements texturées 3D et en particulier de surfaces texturées rugueuses, en exploitant leurs propriétés photométriques, géométriques et de texture. Ses surfaces, statiques, dynamiques ou déformables, peuvent être aussi polluées au cours du temps, par des substances liquides ou solides, ou encore par des contraintes physiques et voir ainsi évoluer leurs propriétés géométriques et photométriques.
Cette opération se décline principalement en 3 directions, une centrée sur l’analyse et la caractérisation de texture 3D, une concernant l’extraction et la caractérisation du relief local de la surface et la dernière concernant l’analyse de pollutions de surface.

Résumé de la thèse en français
Dans le cadre de nos activités de recherches, nous nous intéressons à l’analyse et caractérisation par acquisition et traitement d’images, de surfaces rugueuses. Nous avons ainsi développé une approche permettant la caractérisation de la texture (macro et micro texture) par extraction de son relief 3D dans le cadre de surface statique. Cette première étude a été développée pour une exploitation en statique, et sur revêtement sec. L’Objectif de cette thèse est d’étudier la faisabilité d’une extension de cette approche d’extraction 3D dans le cas de surfaces dynamiques. Cette étude sera menée en analysant les modèles d’interaction lumiere-matiere selon les différentes longueurs d’ondes du domaine spectral dans le visible. Nous souhaitons ainsi aboutir à l’extraction du relief local d’une surface à partir d’une seule acquisition image.

Résumé de la thèse en anglais
In this study, we focus on the analysis and characterization rough surfaces by acquisition and image processing.. We have developed an approach to characterize the texture (macro-texture and micro) by extraction of the 3D in case of static surface. This first study has been developed for operation in static and dry coating. The objective of this thesis is to extend this approach to 3D extraction in the case of dynamic surfaces. This study will be conducted by analyzing the light-matter interaction models for different wavelengths. And we wish to achieve the extraction of the local relief of a surface from the acquisition of a single multispectral image.

Description complète du sujet de thèse
Les travaux réalisés et les résultats obtenus dans l’analyse des surfaces rugueuses, nous incitent à poursuivre nos développements dans l’analyse d’environnements texturés et en particulier rugueux. Nous concentrerons en particulier nos efforts autour des points suivants:

Recherche et élaboration de modèles photométriques en fonction de la nature de la surface analysée
En effet, la précision des méthodes développées repose en grande partie sur la pertinence des informations contenues dans l’image et sur la justesse du modèle photométrique utilisé. Il est donc nécessaire de pouvoir disposer de modèles photométriques qui traduisent l’ensemble des comportements photométriques de la surface rugueuse. Dans ce contexte, nous travaillerons dans un premier temps, à l’élaboration d’une part de critères de choix de ces modèles et de critères multi-résolution de ruptures des comportements photométriques observés dans l’image. La combinaison de modèles photométriques pourra alors être mise en place. Ces modèles devront tenir compte de la présence éventuelle de substances liquides sur les surfaces étudiées.
Dans un deuxième temps, nous chercherons a généraliser la méthode en envisageant la construction de modèles globaux à l’aide de techniques numériques d’identification de paramètres permettant de retrouver les paramètres de modèles optiques quelconques, tout en conservant une configuration de prise de vues raisonnable (nombre de sources lumineuses et d’images). Cette approche devrait permettre l’utilisation de modèles photométriques complexes.

Extension de ces développements pour une analyse dynamique de ce type d’environnement
L’absence actuel de système dynamique, pouvant être embarqué, pour l’analyse de la rugosité et de la géométrie de surface, nous conduit à poursuivre l’adaptation des approches développées en statique pour l’analyse de la rugosité, ou l’extraction de défauts, et la détermination du relief, en vue d’une exploitation en système embarqué. Ainsi, Nous essaierons de préciser les perturbations introduites par une prise de vue dynamique de la surface (flou de bougé, variation du plan moyen de la surface par rapport à la position de l’observateur …),
– développement d’une méthode d’extraction de relief basée sur une analyse multispectrale d’une seule image de la surface.

Objectifs scientifiques de la thèse
Developpement de modeles photometriques d’interaction lumiere matiere en fonction de differentes longueurs d’ondes et à differentes echelles d’analyse.
Extraction de relief 3D de surface dynamiques

Compétences à l’issue de la thèse
Maitrise des systemes d’acquisition 3D par capteur image

Mots clés (séparés par des virgules)
Modeles Photometriques, Acquisition d’images,extraction 3D, Surface rugueuse,
Analyse d’images
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Expérience/profil souhaité(e)
Traitement d’images, connaissances, chaine d’acquisition de l’image (capteur, quantification…)

Modalité de dépôt des candidatures
Direction Xlim-SIC
Site du futuroscope

Directeur de thèse
Dir. de these Pr. Majdi KHOUDEIR

Adresse mail du directeur de thèse : majdi.khoudeir@univ-poitiers.fr
Téléphone Directeur de thèse : 0549496567

Co-directeur de thèse
Benjamin BRINGIER (MCF)
Adresse mail du co-directeur de thèse : benjamin.bringier@univ-poitiers.fr
Téléphone co-Directeur de thèse : 0549496567
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : NON
Thèse pour Action transverse : NON

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