Etude et réalisation d’un calculateur temps réel embarqué pour la détection de petits objets dans des séquences d’images multi-échelles

Study and realization of an embedded calculator for real-time detection of small objects in multiscale image sequences

• Auteur / Autrice : Christophe Hennequin
• Direction : Michel Paindavoine, David Monnin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et instrumentation de l'image
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Dijon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Capteurs optiques

Traitement d'images -- Techniques numériques

Résumé

Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet de l'Institut Franco-Allemand de Recherches de Saint-Louis (ISL) consistant à équiper des projectiles d'artillerie d'un système d'acquisition et de traitement d'images embarqué. L'étude est consacrée à la détection de cibles en temps réel dans des séquences d'images aériennes avec pour contraintes imposées, la qualité dégradée des images, la taille réduite des cibles et l'altitude de prise de vue variable. Les performances des algorithmes de référence pour la détection rapide de petits objets étant insuffisantes sur nos séquences d'images, un algorithme de détection avancé est développé associant une méthode statistique et un filtrage morphologique. Après une analyse détaillée du comportement du détecteur et la validation de ses performances, une approche adéquation algorithme/architecture est considérée afin de rendre le traitement compatible avec le calcul en temps réel sur un système embarqué. Enfin, la conception d'une architecture spécifique à fort parallélisme permet de réaliser un prototype de calculateur sur un composant programmable.

This doctoral thesis is part of a research project of the French-German Research Institute of Saint-Louis (ISL) which has been set up to equip artillery projectiles with an on-board image acquisition and processing system. The study focused on real-time target detection in aerial image sequences, considering the imposed restrictions of low quality images, reduced target size and variable acquisition altitude. In view of the unsatisfactory efficiency of the reference algorithms to rapidly detect small objects in our image sequences, an advanced detection algorithm combining statistical methods with morphological filtering has been developed. After analysing in detail the detector’s behaviour and validating its performance, an algorithm/architecture adequacy approach is used for implementing a compatible real-time processing for embedded systems. Finally, the design of a specific and highly parallel architecture allowed to realize a prototype calculator with a programmable component.