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Image matching from handcrafted to deep features: A survey / Jiayi Ma in International journal of computer vision, vol 29 n° 1 (January 2021)  

Public [article]  inInternational journal of computer vision > vol 29 n° 1 (January 2021) . - pp 23 - 79 Titre : Image matching from handcrafted to deep features: A survey Type de document : Article/Communication Auteurs : Jiayi Ma, Auteur ; Xingyu Jiang, Auteur ; Aoxiang Fan, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 23 - 79 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes descripteurs IGN] appariement d'images [Termes descripteurs IGN] appariement de graphes [Termes descripteurs IGN] apprentissage profond [Termes descripteurs IGN] classification par réseau neuronal convolutif [Termes descripteurs IGN] extraction de traits caractéristiques [Termes descripteurs IGN] lissage de courbe [Termes descripteurs IGN] recalage d'image Résumé : (auteur) As a fundamental and critical task in various visual applications, image matching can identify then correspond the same or similar structure/content from two or more images. Over the past decades, growing amount and diversity of methods have been proposed for image matching, particularly with the development of deep learning techniques over the recent years. However, it may leave several open questions about which method would be a suitable choice for specific applications with respect to different scenarios and task requirements and how to design better image matching methods with superior performance in accuracy, robustness and efficiency. This encourages us to conduct a comprehensive and systematic review and analysis for those classical and latest techniques. Following the feature-based image matching pipeline, we first introduce feature detection, description, and matching techniques from handcrafted methods to trainable ones and provide an analysis of the development of these methods in theory and practice. Secondly, we briefly introduce several typical image matching-based applications for a comprehensive understanding of the significance of image matching. In addition, we also provide a comprehensive and objective comparison of these classical and latest techniques through extensive experiments on representative datasets. Finally, we conclude with the current status of image matching technologies and deliver insightful discussions and prospects for future works. This survey can serve as a reference for (but not limited to) researchers and engineers in image matching and related fields. Numéro de notice : A2021-131 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s11263-020-01359-2 date de publication en ligne : 04/08/2020 En ligne : https://doi.org/https://doi.org/10.1007/s11263-020-01359-2 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96967 [article]

Traitement d'images multispectrales et spatialisation des données pour la caractérisation de la matière organique des phases solides naturelles / Kevin Jacq (2019)  

Public Titre : Traitement d'images multispectrales et spatialisation des données pour la caractérisation de la matière organique des phases solides naturelles Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Kevin Jacq, Auteur ; Didier Coquin, Directeur de thèse ; Bernard Fanget, Directeur de thèse Editeur : Grenoble [France] : Université Grenoble Alpes Année de publication : 2019 Importance : 291 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse pour obtenir le grade de docteur de la Communauté Universitaire Grenoble Alpes, Spécialité Doctorat Chimie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes descripteurs IGN] analyse spectrale [Termes descripteurs IGN] chimie organique [Termes descripteurs IGN] fusion d'images [Termes descripteurs IGN] fusion de données [Termes descripteurs IGN] image hyperspectrale [Termes descripteurs IGN] image Landsat-SWIR [Termes descripteurs IGN] matière organique [Termes descripteurs IGN] recalage d'image [Termes descripteurs IGN] sédimentologie Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) L'évolution de l'environnement et le climat sont, actuellement, au centre de toutes les attentions. Les impacts de l'activité des sociétés actuelles et passées sur l'environnement sont notamment questionnés pour mieux anticiper les implications de nos activités sur le futur. Mieux décrire les environnements passés et leurs évolutions sont possibles grâce à l'étude de nombreux enregistreurs naturels (sédiments, spéléothèmes, cernes, coraux). Grâce à eux, il est possible de caractériser des évolutions bio-physico-chimiques à différentes résolutions temporelles et pour différentes périodes. La haute résolution entendue ici comme la résolution su sante pour l'étude de l'environnement en lien avec l'évolution des sociétés constitue le principal verrou de l'étude de ces archives naturelles notamment en raison de la capacité analytique des appareils qui ne peuvent que rarement voir des structures fines inframillimétriques. Ce travail est bâti autour de l'hypothèse que l'utilisation de caméras hyperspectrales (VNIR, SWIR, LIF) couplée à des méthodes statistiques pertinentes doivent permettre d'accéder aux informations spectrales et donc bio-physico-chimiques contenues dans ces archives naturelles à une résolution spatiale de quelques dizaines de micromètres et, donc, de proposer des méthodes pour atteindre la haute résolution temporelle (saisonnière). De plus, a n d'avoir des estimations ables, plusieurs capteurs d'imageries et de spectroscopies linéaires (XRF, TRES) sont utilisés avec leurs propres caractéristiques (résolutions, gammes spectrales, interactions atomiques/moléculaires). Ces méthodes analytiques sont utilisées pour la caractérisation de la surface des carottes sédimentaires. Ces analyses spectrales micrométriques sont mises en correspondance avec des analyses géochimiques millimétriques usuelles. Optimiser la complémentarité de toutes ces données, implique de développer des méthodes permettant de dépasser la difficulté inhérente au couplage de données considérées par essence dissimilaire (résolutions, décalages spatiaux, non-recouvrement spectral). Ainsi, quatre méthodes ont été développées. La première consiste à associer les méthodes hyperspectrales et usuelles pour la création de modèles prédictifs quantitatifs. La seconde permet le recalage spatial des différentes images hyperspectrales à la plus basse des résolutions. La troisième s'intéresse à la fusion de ces dernières à la plus haute des résolutions. Enfin, la dernière s'intéresse aux dépôts présents dans les sédiments (lamines, crues, tephras) pour ajouter une dimension temporelle à nos études. Grâce à l'ensemble de ces informations et méthodes, des modèles prédictifs multivariés ont été estimés pour l'étude de la matière organique, des paramètres texturaux et de la distribution granulométrique. Les dépôts laminés et instantanés au sein des échantillons ont été caractérisés. Ceci a permis d'estimer des chroniques de crues, ainsi que des variations biophysico-chimiques à l'échelle de la saison. L'imagerie hyperspectrale couplée à des méthodes d'analyse des données sont donc des outils performants pour l'étude des archives naturelles à des résolutions temporelles fines. L'approfondissement des approches proposées dans ces travaux permettra d'étudier de multiples archives pour caractériser des évolutions à l'échelle d'un ou de plusieurs bassin(s) versant(s). Note de contenu : Introduction et contexte général 1. État de l'art et méthodologies proposées 1.1 La spectroscopie et l'imagerie, des outils performants pour l'analyse des échantillons naturels 1.2 Objectifs des travaux et méthodologies proposées 2. L'analyse spectrale mono-capteur des carottes sédimentaires 2.1 Les biais et incertitudes de l'analyse hyperspectrale 2.2 Les différences d'échelle spatiale 2.3 La transférabilité entre échantillons 3. Le recalage des images pour l'analyse spectrale multi-capteurs des carottes sédimentaires 3.1 La méthode de recalage des données pour une fusion "basse résolution" 3.2 La fusion "basse résolution" pour l'analyse des archives sédimentaires 4. La combinaison ou fusion des capteurs à la plus haute résolution 4.1 Les méthodes de fusion utilisées en télédétection 4.2 Des perspectives pour une fusion à haute résolution de capteurs de laboratoire 5. La dimension spatiale, une dimension informative pour l'analyse spatiospectrale des archives naturelles 5.1 La détection d'événements instantanés par l'utilisation de méthodes d'apprentissage automatique 5.2 La détection des dépôts laminés pour l'ajout d'une dimension temporelle Conclusions générales et perspectives - L'imagerie hyperspectrale, un outil novateur pour l'analyse des archives environnementales - Des perspectives de développements des technologies et méthodes pour l'analyse à haute résolution Numéro de notice : 26524 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Chimie : Grenoble Alpes : 2019 Organisme de stage : Environnements, Dynamiques et Territoires de la Montagne EDYTEM et Laboratoire d'Informatique, Systèmes, Traitement de l'Information et de la Connaissance LISTIC nature-HAL : Thèse date de publication en ligne : 07/04/2021 En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03191841/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97495

Localisation par l'image en milieu urbain : application à la réalité augmentée / Antoine Fond (2018)  

Public Titre : Localisation par l'image en milieu urbain : application à la réalité augmentée Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Antoine Fond, Auteur ; Marie-Odile Berger, Directeur de thèse Editeur : Nancy, Metz : Université de Lorraine Année de publication : 2018 Importance : 138 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse présentée pour l'obtention du doctorat de l'Université de Lorraine, Ecole doctorale IAEM Lorraine, mention Informatique, 2018 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image [Termes descripteurs IGN] appariement de formes [Termes descripteurs IGN] apprentissage profond [Termes descripteurs IGN] bati [Termes descripteurs IGN] détection du bâti [Termes descripteurs IGN] distance de Manhattan [Termes descripteurs IGN] estimation de pose [Termes descripteurs IGN] façade [Termes descripteurs IGN] orthorectification [Termes descripteurs IGN] plus proche voisin (algorithme) [Termes descripteurs IGN] point de fuite [Termes descripteurs IGN] réalité augmentée [Termes descripteurs IGN] recalage d'image [Termes descripteurs IGN] recalage de surfaces [Termes descripteurs IGN] réseau neuronal convolutif [Termes descripteurs IGN] segmentation d'image [Termes descripteurs IGN] segmentation sémantique [Termes descripteurs IGN] vision par ordinateur [Termes descripteurs IGN] zone urbaine Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Dans cette thèse, on aborde le problème de la localisation en milieux urbains. Inférer un positionnement précis en ville est important dans nombre d’applications comme la réalité augmentée ou la robotique mobile. Or les systèmes basés sur des capteurs inertiels (IMU) sont sujets à des dérives importantes et les données GPS peuvent souffrir d’un effet de vallée qui limite leur précision. Une solution naturelle est de s’appuyer le calcul de pose de caméra en vision par ordinateur. On remarque que les bâtiments sont les repères visuels principaux de l’humain, mais aussi des objets d’intérêt pour les applications de réalité augmentée. On cherche donc à partir d’une seule image à calculer la pose de la caméra par rapport à une base de données de bâtiments références connus. On décompose le problème en deux parties : trouver les références visibles dans l’image courante (reconnaissance de lieux) et calculer la pose de la caméra par rapport à eux. Les approches classiques de ces deux sous-problèmes sont mises en difficultés dans les environnements urbains à cause des forts effets perspectives, des répétitions fréquentes et de la similarité visuelle entre façades. Si des approches spécifiques à ces environnements ont été développés qui exploitent la grande régularité structurelle de tels milieux, elles souffrent encore d’un certain nombre de limitations autant pour la détection et la reconnaissance de façades que pour le calcul de pose par recalage de modèle. La méthode originale développée dans cette thèse s’inscrit dans ces approches spécifiques et vise à dépasser ces limitations en terme d’efficacité et de robustesse aux occultations, aux changements de points de vue et d’illumination. Pour cela, l’idée principale est de profiter des progrès récents de l’apprentissage profond par réseaux de neurones convolutionnels pour extraire de l’information de haut-niveau sur laquelle on peut baser des modèles géométriques. Notre approche est donc mixte Bottom-Up/Top-Down et se décompose en trois étapes clés. Nous proposons tout d’abord une méthode d’estimation de la rotation de la pose de caméra. Les 3 points de fuite principaux des images en milieux urbains, dits points de fuite de Manhattan sont détectés grâce à un réseau de neurones convolutionnels (CNN) qui fait à la fois une estimation de ces points de fuite, mais aussi une segmentation de l’image relativement à eux. Une second étape de raffinement utilise ces informations et les segments de l’image dans une formulation bayésienne pour estimer efficacement et plus précisément ces points. L’estimation de la rotation de la caméra permet de rectifier les images et ainsi s’affranchir des effets de perspectives pour la recherche de la translation. Dans une seconde contribution, nous visons ainsi à détecter les façades dans ces images rectifiées et à les reconnaître parmi une base de bâtiments connus afin d’estimer une translation grossière. Dans un souci d’efficacité, on a proposé une série d’indices basés sur des caractéristiques spécifiques aux façades (répétitions, symétrie, sémantique) qui permettent de sélectionner rapidement des candidats façades potentiels. Ensuite, ceux-ci sont classifiés en façade ou non selon un nouveau descripteur CNN contextuel. Enfin la mise en correspondance des façades détectées avec les références est opérée par un recherche au plus proche voisin relativement à une métrique apprise sur ces descripteurs [...] Note de contenu : Introduction 1 - Etat de l'art 2 - Estimation des points de fuite de Manhattan 3 - Proposition de façades pour la détection et la reconnaissance de bâtiments 4 - Segmentation et recalage de façade conjoint Conclusion Numéro de notice : 21592 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de doctorat : Informatique : Université de Lorraine : 2018 Organisme de stage : IFSTTAR DOI : sans En ligne : http://www.theses.fr/2018LORR0028 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=90630

Alignement de données 2D, 3D et applications en réalité augmentée / Youssef El Rhabi (2017)  

Public Titre : Alignement de données 2D, 3D et applications en réalité augmentée Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Youssef El Rhabi, Auteur ; Luc Brun, Directeur de thèse Editeur : Caen [France] : Université de Caen Normandie Année de publication : 2017 Note générale : bibliographie École doctorale mathématiques, information et ingénierie des systèmes (Caen) Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image [Termes descripteurs IGN] données localisées 2D [Termes descripteurs IGN] données localisées 3D [Termes descripteurs IGN] estimation de pose [Termes descripteurs IGN] réalité augmentée [Termes descripteurs IGN] recalage d'image [Termes descripteurs IGN] scène [Termes descripteurs IGN] structure-from-motion [Termes descripteurs IGN] temps réel Résumé : (auteur) Cette thèse s’inscrit dans le contexte de la réalité augmentée (RA). La problématique majeure consiste à calculer la pose d’une caméra en temps réel. Ce calcul doit être effectué en respectant trois critères principaux : précision, robustesse et rapidité. Dans le cadre de cette thèse, nous introduisons certaines méthodes permettant d’exploiter au mieux les primitives des images. Dans notre cas, les primitives sont des points que nous allons détecter puis décrire dans une image. Pour ce faire, nous nous basons sur la texture de cette image. Nous avons dans un premier temps mis en place une architecture favorisant le calcul rapide de la pose, sans perdre en précision ni en robustesse. Nous avons pour cela exploité une phase hors ligne, où nous reconstruisons la scène en 3D. Nous exploitons les informations que nous obtenons lors de cette phase hors ligne afin de construire un arbre de voisinage. Cet arbre lie les images de la base de données entre elles. Disposer de cet arbre nous permet de calculer la pose de la caméra plus efficacement en choisissant les images de la base de données jugées les plus pertinentes. Nous rendant compte que la phase de description et de comparaison des primitives n’est pas suffisamment rapide, nous en avons optimisé les calculs. Cela nous a mené jusqu’à proposer notre propre descripteur. Pour cela, nous avons dressé un schéma générique basé sur la théorie de l’information qui englobe une bonne part des descripteurs binaires, y compris un descripteur récent nommé BOLD. Notre objectif a été, comme pour BOLD, d’augmenter la stabilité aux changements d’orientation du descripteur produit. Afin de réaliser cela, nous avons construit un nouveau schéma de sélection hors ligne plus adapté à la procédure de mise en correspondance en ligne. Cela permet d’intégrer ces améliorations dans le descripteur que nous construisons. Procéder ainsi permet d’améliorer les performances du descripteur notamment en terme de rapidité en comparaison avec les descripteurs de l’état de l’art. Nous détaillons dans cette thèse les différentes méthodes que nous avons mises en place afin d’optimiser l’estimation de la pose d’une caméra. Nos travaux ont fait l’objet de 2 publications et d’un dépôt de brevet. Numéro de notice : 21388 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/INFORMATIQUE Nature : Thèse française Note de thèse : thèse : Informatique : Caen : 2017 Organisme de stage : Groupe de Recherche en Informatique, Image, Automatique et Instrumentation de Caen DOI : sans En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01563734 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=90143

Localisation basée amers visuels : détection et mise à jour d’amers avec gestion des incertitudes / Xiaozhi Qu (2017)  

Public Titre : Localisation basée amers visuels : détection et mise à jour d’amers avec gestion des incertitudes Titre original : Landmark based localization : Detection and update of landmarks with uncertainty analysis Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Xiaozhi Qu , Auteur ; Nicolas Paparoditis , Directeur de thèse Editeur : Champs/Marne : Université Paris-Est Année de publication : 2017 Importance : 191 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie numérique [Termes descripteurs IGN] amer visuel [Termes descripteurs IGN] compensation par faisceaux [Termes descripteurs IGN] couplage GNSS-INS [Termes descripteurs IGN] estimation de pose [Termes descripteurs IGN] géoréférencement direct [Termes descripteurs IGN] incertitude géométrique [Termes descripteurs IGN] recalage d'image [Termes descripteurs IGN] recalage de données localisées [Termes descripteurs IGN] temps réel Résumé : (auteur) En utilisant des amers visuels géoréférencés. Le processus d’appariement de flux d’images avec ces amers est guidé par les incertitudes des poses. On ajoute des contraintes absolues dans le système d’équations de l’ajustement de faisceaux. La dérive de la trajectoire du véhicule de cartographie est très fortement réduite. Chaque étape de l’algorithme est évaluée sur des séquences d’images réelles avec une vérité terrain. Le véhicule de cartographie est le processus de collecte des données géo-spatiales. Ces véhicules sont souvent équipés de deux types de capteurs: télédétection (caméras, Lidar, Radar) et géolocalisation (GNSS, IMU, Odomètre). Le géoréférencement des données précis et robuste constitue un enjeu majeur pour la mise en œuvre des systèmes de cartographie mobile. En effet, en milieux urbains denses, les phénomènes de masquages GNSS et de trajets multiples pertubent les mesures de GNSS et conduisent à des erreurs de localisations importantes. Les centrales inertielles de grandes précisions permettent de combler les manques de localisation GNSS. Elles garantissent une dérive de position suffisamment faible pour obtenir la qualité de géoréférencement nécessaire pour la numérisation à des fins cartographiques. Aujourd’hui, la maturité des systèmes de géolocalisation hybride (GNSS/IMU/Odomètre) offre des solutions industrielles fiables pour la collecte de données géoréférencées. Les agences de cartographie nationales et privées ont commencées à faire des acquisitions de données nécessaires à la constitution de données géo-spatiales à très grande échelle. Cependant, le coût très onéreux des systèmes de géolocalisation intégrant des centrales inertielles de grandes précisions restreint leur utilisation à la constitution de données géoréferencées. Une solution plus abordable est nécessaire pour équiper les véhicules employés pour les mises à jour régulières de ces données.L’objectif de cette thèse est de proposer une solution abordable de géolocalisation utilisable sur un grand nombre de véhicules pouvant être mobilisés pour la mise à jour de données géoréferencées.Nous proposons d’utiliser une ou plusieurs caméras sur un véhicule comme un système de géoréférencement. En effet la trajectoire du véhicule peut être estimée par une technique d’odométrie visuelle. Pour limiter la dérive de la trajectoire due à l’accumulation des erreurs, nous proposons de le recaler sur un ensemble d’amers visuels précisément géoréférencés. Ces amers sont reconstruits en utilisant les données géoréferencées générées par des systèmes de cartographies précis et onéreux. Les caractéristiques de route telles que les signalisations horizontales et verticales ont été choisi en tant que amers visuels.Un algorithme d’ajustement de faisceaux local a été adapté pour estimer la pose des caméras en utilisant un flux d’images acquis par un ou plusieurs caméras embarquées sur celui-ci. Une méthode rigoureuse de prise en compte des incertitudes permet de pondérer de manière automatique les différents types de contraintes dans le système d’équations de l’ajustement et d’estimer les incertitudes des paramètres. Ces dernières sont utilisées dans une approche appelée appariement par propagation qui permet d’accélérer le processus de suivi des points d’intérêt entre les images et d’éliminer un grand nombre de faux appariements. Cela réduit très fortement la dérive du véhicule en diminuant les sources des erreurs. Chaque étape de l'algorithme est évaluée sur des séquences d'images réelles avec des vérités terrains. Numéro de notice : 17572 Affiliation des auteurs : LaSTIG MATIS (2012-2019) Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : thèse : : UPE : 2017 Organisme de stage : LASTIG MATIS (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01586207/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91961

Télédétection pour l'observation des surfaces continentales, Ch. 2. Analyse de scènes urbaines avec un véhicule de cartographie mobile / Bruno Vallet (2017)

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Vers l'automatisation de la production de cartes / Guillaume Touya (2017)  

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A methodology for near real-time change detection between Unmanned Aerial Vehicle and wide area satellite images / Anastasios L. Fytsilis in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 119 (September 2016)  

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Registration of aerial imagery and lidar data in desert areas using sand ridges / Na Li in Photogrammetric record, vol 30 n° 151 (September - November 2015)  

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Comparaison de méthodes de recalage d'images pour le géoréférencement de clichés anciens / Leïla Bakkouch in XYZ, n° 142 (mars - mai 2015)

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Registration and visualisation of deformation maps from terrestrial radar interferometry using photogrammetry and structure from motion / Rafael Caduff in Photogrammetric record, vol 29 n° 146 (June - August 2014)  

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Colorisation de nuages de points 3D par recalage dense d’images numériques / Nathalie Crombez in Traitement du signal, vol 31 n° 1-2 (2014-1-2)

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Imagerie de télédétection / Florence Tupin (2014)

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Analyse multi-temporelle de la base de données photogrammétrique du Piton de la Fournaise / Simon Moser in XYZ, n° 135 (juin - août 2013)

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Décision cumulative pour la vision dynamique des systèmes / Samia Bouchafa in Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, n° 202 (Avril 2013)

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