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Compression des images hyperspectrales et son impact sur la qualité des données / E. Christophe (2006) 

Public Titre : Compression des images hyperspectrales et son impact sur la qualité des données Type de document : Thèse/HDR Auteurs : E. Christophe, Auteur ; P. Duhamel, Directeur de thèse ; Corinne Mailhes, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Ecole Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace ENSAE Année de publication : 2006 Importance : 210 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse présentée en vue de l'obtention du titre de docteur de l'Ecole nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace, école doctorale informatique et télécommunications, spécialité signal et image Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] compression d'image [Termes IGN] contrôle qualité [Termes IGN] évaluation des données [Termes IGN] format JPEG2000 [Termes IGN] image hyperspectrale [Termes IGN] qualité d'image [Termes IGN] transformation en ondelettes Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Suivant l'évolution générale des technologies, l'observation de la Terre par les satellites fournit des données de plus en plus précises, détaillées, mais aussi complexes. Au coeur de cette thèse sont les images hyperspectrales. Leur apparition, liée à l'amélioration des capteurs et à la volonté de voir toujours plus depuis l'espace, crée de nouvelles problématiques. La quantité importante d'information générée par ces capteurs, la forte redondance entre ces informations et l'importance des détails requiert un système de compression adapté. Le premier chapitre présente les prérequis pour comprendre le contexte de la compression des images hyperspectrales. Le mode d'acquisition de ces images est expliqué, ce qui permet d'en comprendre leur origine. Les contraintes spécifiques du traitement embarqué sur satellite sont également expliquées, ces limitations vont peser sur le choix de l'algorithme de compression. On étudie ensuite les propriétés statistiques des images hyperspectrales. En effet, il est important de bien connaître ces propriétés pour en tirer parti lors de la compression. Enfin, les bases des techniques de compression sont exposées et le choix d'une compression par transformée justifié par rapport à une compression par quantification vectorielle. Le modèle de compression choisi va introduire des dégradations sur les images hyperspectrales. L'intérêt de ces images résidant dans leurs détails, il faut s'assurer que ces dégradations ne mettent pas en péril les applications qui utilisent ces données. Le second chapitre détermine des critères de qualité adaptés aux images hyperspectrales. Un grand nombre de critères plus ou moins classiques sont adaptés aux images hyperspectrales. Une démarche est définie pour déterminer les propriétés de ces critères, en terme de sensibilité spécifique à un type de dégradation. Enfin, cinq critères sont finalement conservés pour leur bonne complémentarité. Cette étude sur les critères de qualité ayant permis de se familiariser un peu plus avec les propriétés des images hyperspectrales, on peut maintenant étudier la compression dans le troisième chapitre. D'abord le standard récent JPEG 2000, toujours en cours de définition pour certaines parties, est appliqué aux images hyperspectrales. Différentes méthodes de décorrélation interbandes sont appliquées pour finalement retenir une transformée en ondelettes en raison d'un bon compromis performances/complexité. JPEG 2000, utilisé dans une configuration difficilement compatible avec les contraintes du spatial, mais présentant d'excellentes performances, sert de référence pour les performances que nous proposons dans cette thèse. Dans un premier temps, nous nous intéressons à la recherche d'une décomposition en ondelettes 3D optimale en termes de débit-distorsion pour les images hyperspectrales. Nous montrons l'apport d'une telle décomposition anisotropique pour la compression des images hyperspectrales. Comme une telle décomposition est dépendante de l'image et du débit visé, ce qui pose des problèmes d'implémentation, nous proposons une décomposition anisotropique fixe, assurant des performances proches de la décomposition optimale pour une large variété d'images hyperspectrales. Dans un deuxième temps, nous étudions le codage des coefficients d'ondelettes obtenus après la décomposition proposée. Les méthodes de compression par arbres de zéros donnent des bons résultats sur les images 2D tout en gardant une complexité raisonnable. On adapte donc ces méthodes, EZW et SPIHT, aux images hyperspectrales. Ainsi, on compare différentes structures d'arbres possibles en fonction de leur capacité à regrouper les zéros. Enfin, les résultats sont présentés pour diverses images, démontrant l'intérêt des méthodes de compression proposées qui approchent celles de JPEG2000, avec un coût calculatoire plus raisonnable. Pour conclure, une utilisation originale de la notation binaire signée est proposée pour tirer parti au mieux des propriétés des arbres de zéros. Cette innovation conduit à proposer une version simplifiée et parallélisable de EZW sans pertes majeures de qualité. L'évolution des algorithmes de compression ne se fait pas nécessairement seulement vers une augmentation brute des performances. La flexibilité de ces algorithmes est aussi un point important. Une adaptation est donc faite dans le quatrième chapitre pour permettre l'accès aléatoire à une partie déterminée de l'image et pour permettre également de décoder des versions à basse résolution en spatial et en spectral tout en lisant un nombre minimum de bits dans le train binaire. On détaille donc le rassemblement des coefficients d'ondelettes correspondant à la même zone de l'image par groupes pour permettre l'accès aléatoire et par la même occasion pour introduire une certaine résistance aux erreurs. Une allocation de débit doit être réalisée entre les différents groupes pour garder une progression en qualité. La séparation des différentes résolutions pour permettre le décodage progressif en résolution ainsi que les problèmes posés par cette organisation sont expliqués ensuite. Enfin, les résultats et la flexibilité de cet algorithme sont illustrés sur des images hyperspectrales. Finalement, pour vérifier l'impact de l'algorithme de compression sur la qualité des images, une méthode originale est définie dans le cinquième chapitre pour utiliser les cinq critères de qualité sélectionnés. Cette méthode est ensuite validée numériquement sur différents exemples. Elle montre des performances satisfaisantes pour identifier le type de dégradation et l'impact probable sur une application. La compression définie montre ainsi un diagramme d'erreur très semblable à celui de JPEG 2000 tout en gardant une erreur maximale plus faible et un coût calculatoire moindre. Numéro de notice : 10614 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de doctorat : Informatique et télécommunications. Signal et image : Toulouse, Ecole Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l’Espace : 2006 Organisme de stage : ONERA nature-HAL : Thèse DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=45142

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Apports des techniques de filtrage non linéaire pour la navigation avec les systèmes de navigation inertiels et le GPS / A. Giremus (2005)

Public Titre : Apports des techniques de filtrage non linéaire pour la navigation avec les systèmes de navigation inertiels et le GPS Type de document : Thèse/HDR Auteurs : A. Giremus, Auteur Editeur : Toulouse : Ecole Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace ENSAE Année de publication : 2005 Importance : 175 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse présentée pour obtenir le titre de docteur de l'Ecole Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace, spécialité signal, image, acoustique Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement [Termes IGN] brouillage [Termes IGN] centrale inertielle [Termes IGN] détection d'erreur [Termes IGN] erreur systématique [Termes IGN] filtrage non linéaire [Termes IGN] filtre de Kalman [Termes IGN] GPS-INS [Termes IGN] méthode de Monte-Carlo [Termes IGN] récepteur GPS [Termes IGN] trajet multiple Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) [introduction] [...] Dans cette thèse, nous évaluons l'intérêt des techniques de filtrage particulaire pour l'hybridation du GPS (Global Positioning System) et des systèmes de navigation inertielle. Une solution pour répondre aux exigences de performance consiste en effet à coupler plusieurs systèmes de navigation afin de tirer parti de leur complémentarité. Le GPS permet ainsi de stabiliser les estimés de la centrale inertielle qui offre par contre une précision et continuité de services inaccessibles à un système de radionavigation par satellites. Le couplage est réalisé par un filtre d'hybridation qui combine les mesures en provenance des deux systèmes de positionnement pour en déduire l'estimé des paramètres d'intérêt. Deux architectures d'hybridation sont envisagées : 1- l'hybridation serrée qui met à profit les mesures GPS pour recaler les estimés de la centrale inertielle, 2- l'hybridation très serrée où les estimés inertielles sont utilisées par le récepteur GPS pour aider à la formation des mesures. Les équations de mesure pour les deux niveaux d'hybridation considérés sont non linéaires, ce qui motive le recours à des stratégies de filtrage particulaire. Le filtre de Kalman étendu fournit généralement une solution satisfaisante aux problèmes d'hybridation serrée et très serrée. Nous nous intéressons donc à des scénarios de navigation difficiles correspondant à un véhicule présentant une forte dynamique ou évoluant dans environnement perturbé. Nous montrons ainsi que les méthodes séquentielles de Monte Carlo proposent une solution élégante au problème des changements abrupts pouvant affecter les mesures GPS tels que les phénomènes de brouillage ou multitrajets. Ce résultat est prometteur car ces perturbations sont connues pour dégrader de façon importante la solution de navigation. A l'issu du manuscrit et au vu des conclusions de chaque chapitre, nous proposons une architecture d'hybridation combinant hybridation serrée et très serrée. L'intégration très serrée peut être réalisée à l'aide d'un filtre de Kalman étendu ou d'un filtre particulaire. Le gain en précision et robustesse permis par l'approche particulaire est étudié avec soin. Note de contenu : Introduction 1 Introduction à la navigation 1.1 Introduction 1.2 Petit historique de la navigation 1.3 Le GPS, un système de radionavigation par satellites 1.3.1 Principe 1.3.2 Infrastructures du système GPS 1.3.3 Formation de la mesure GPS 1.4 Les systèmes de navigation inertielle 1.4.1 Introduction à la navigation inertielle 1.4.2 Les plate-formes de capteurs 1.4.3 Le calculateur 1.4.4 Avantages et limitations 1.5 Résolution du problème de navigation 1.5.1 Approche Bayésienne et modélisation du problème 1.5.2 Solution conceptuelle au problème d'estimation 1.5.3 Systèmes linéaires Gaussiens 1.5.4 Systèmes non linéaires 1.6 Conclusion 2 Modèle de filtrage pour l'hybridation serrée GPS/INS 2.1 Introduction 2.2 Intérêt de l'hybridation GPS/INS 2.3 Architectures d'hybridation 2.4 Modèle d'état 2.4.1 Choix du vecteur état 2.4.2 Modèle de propagation des erreurs inertielles 2.4.3 Modèle de mesure 2.5 Conclusion 3 Stratégies de filtrage particulaire pour l'hybridation serrée GPS/INS 3.1 Introduction 3.2 Analyse du modèle de filtrage 3.3 Solutions algorithmiques issues de la littérature 3.3.1 Bootstrap filter 3.3.2 Loi de proposition optimale 3.3.3 Le filtre particulaire régularisé 3.3.4 Le filtre particulaire Rao-Blackwellisé 3.4 Variante algorithmique proposée 3.4.1 Critère de régularisation 3.5 Etude des performances des algorithmes 3.5.1 Simulation des données 3.5.2 Scénarios de test 3.5.3 Critère de performance 3.5.4 Analyse des résultats 3.6 Conclusion 4 Détection/estimation conjointe des erreurs induites par les multitrajets 4.1 Introduction 4.2 Caractérisation des erreurs de multitrajets 4.2.1 Les multitrajets en radionavigation 4.2.2 Modèle de multitrajets 4.2.3 Impact des multitrajets sur les mesures GPS 4.3 Formulation du problème de détection/estimation des biais de multitrajets 4.3.1 Modèles d'état 4.3.2 Modèle de mesure 4.4 Solutions algorithmiques 4.4.1 Les algorithmes à modèles multiples 4.4.2 Le Rapport de vraisemblance généralisé (RVG) 4.5 Solution particulaire proposée 4.5.1 Rao-Blackwellisation 4.5.2 Loi de proposition 4.5.3 Contrôle du rééchantillonnage par un test d'hypothèses 4.6 Etude des performances de l'algorithme DECFP 4.6.1 Simulation des données 4.6.2 Critères de performance 4.6.3 Résultats de simulation 4.7 Conclusion 5 Détection/estimation conjointe des erreurs de brouillage 5.1 Introduction 5.2 Le problème des interférences en navigation GPS 5.2.1 Origine des interférences 5.2.2 Effets des interférences 5.2.3 Techniques d'atténuation 5.3 Formulation du problème 5.3.1 Modèle a priori des paramètres de variance 5.3.2 Modèle a priori pour le vecteur indicateur 5.4 Un filtre particulaire pour la navigation en présence d'interférences 5.4.1 Principe de l'algorithme 5.4.2 Objectifs d'estimation 5.4.3 Stratégie d'exploration de l'espace-état 5.4.4 Sélection des particules 5.4.5 Contrainte de durée minimale 5.5 Résultats de simulation 5.5.1 Scénario de navigation 5.5.2 Réglage du filtre particulaire 5.5.3 Étude des performances de l'algorithme développé 5.6 conclusion 6 Hybridation très serrée INS/GPS 6.1 Introduction 6.2 Récepteur multi-corrélateur 6.2.1 Architecture générique d'un récepteur GPS 6.2.2 Limitations des architectures classiques 6.2.3 Architecture multi-corrélateurs 6.3 Filtre particulaire vs filtre de Kalman étendu 6.3.1 Modèle de filtrage 6.3.2 Stratégie de filtrage particulaire 6.3.3 Résultats de simulation 6.4 Hybridation très serrée 6.4.1 Architecture d'hybridation 6.4.2 Modèle de filtrage 6.4.3 Stratégie de filtrage particulaire 6.4.4 Résultats de simulation 6.4.5 Filtre particulaire vs filtre de Kalman étendu 6.5 Conclusion Annexes A Equations de navigation inertielle B Matrices de régression de l'algorithme RVG C Borne de Cramer Rao a posteriori D Loi de proposition du vecteur de navigation (chapitre 5) Numéro de notice : 14035 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de doctorat : Signal. Image. Acoustique : Toulouse, Ecole Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace : 2005 Organisme de stage : Laboratoire d'Informatique et de Mathématiques Appliquées (ENSEEIHT) nature-HAL : Thèse DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=45235

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Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
14035-01	THESE	Livre	Centre de documentation	Thèses	Disponible

Contribution à la réalisation numérique du traitement d'antenne synthétique sur satellite / C. Cazaux (1979)

Public Titre : Contribution à la réalisation numérique du traitement d'antenne synthétique sur satellite Type de document : Thèse/HDR Auteurs : C. Cazaux, Auteur Editeur : Toulouse : Ecole Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace ENSAE Année de publication : 1979 Importance : 208 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse en vue de l'obtention du diplôme de docteur ingénieur Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Analyse numérique [Termes IGN] ambiguïté entière [Termes IGN] effet Doppler [Termes IGN] radar à antenne synthétique [Termes IGN] traitement du signal [Termes IGN] transformation de Fourier Index. décimale : THESE Thèses et HDR Numéro de notice : 23474 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : MATHEMATIQUE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de docteur ingénieur : : Toulouse,Ecole Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace : 1979 Organisme de stage : Centre National d'Etudes Spatiales CNES nature-HAL : Thèse DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=45330