Détection et suivi de structures déformables en mouvement : application à la météorologie

par Dominique Béréziat

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Laurent Younes.

Soutenue en 1999

à Paris 11 .

mots clés

Résumé

L'objet de cette these est la detection et l'estimation du mouvement d'objets deformables. Ce travail a ete applique a l'imagerie satellitaire. Nous nous sommes particulierement interesses aux images infrarouges meteorologiques. Sur de telles images, les structures en mouvement sont les nuages. Pour localiser ces structures, nous utilisons un modele markovien de segmentation qui integre des proprietes d'homogeneite et de regularite caracterisant les structures nuageuses. Ce modele markovien fonctionne comme un processus de croissance de region avec un procede automatique d'estimation des parametres du modele. Dans une seconde partie, nous proposons une methode originale pour l'estimation du mouvement. Au lieu de supposer l'invariance de l'intensite lumineuse de chaque point au cours de son deplacement, hypothese classiquement faite mais non verifiee dans notre contexte, nous supposons l'invariance de l'intensite lumineuse totale d'un objet. Dans le contexte d'images infrarouges nous montrons que l'hypothese d'invariance de l'intensite lumineuse totale equivaut a une hypothese de conservation du volume des nuages. Nous montrons egalement que cette derniere hypothese mene a une nouvelle contrainte qui est exactement l'equation de la conservation de la masse, utilisee en mecanique des fluides. Un formalisme variationnel est utilise pour la resolution de cette equation aux derivees partielles. Deux variantes de ce modele sont egalement proposees, integrant des modeles affines de mouvement ou unifiant les deux principes d'invariances precedement cites. Finalement, ces methodes permettent de reconstruire avec precision les trajectoires des nuages au cours du temps. Dans une derniere partie prospective, nous proposons une methode simple d'analyse des trajectoires des nuages basee sur une decomposition sur une base de spline et des procedes d'analyse de donnees de ces decompositions.

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