Détection de défauts de non-conformité dans des bouteilles semi-opaques par méthodes d’imagerie

Detection of defects of Non-Compliance in semi-opaque bottles by methods of imaging

• Auteur / Autrice : Djallel Belhadj
• Direction : Valeriu Vrabie, Danielle Nuzillard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : ATS - Automatique et Traitement de Signal
• Date : Soutenance le 08/12/2020
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques Physique Sciences du Numérique et de l'Ingénieur (Reims ; 2018-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (Reims, Marne ; 2004-....)
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Canu
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Valeriu Vrabie, Danielle Nuzillard, Fabrice Mériaudeau, Ludovic Macaire, Kamal Youcef-Toumi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabrice Mériaudeau, Ludovic Macaire

Mots clés

Mots clés contrôlés

Production -- Gestion -- Logiciels

Production -- Contrôle

Traitement d'images

Mots clés libres

Recalage d’images. localisation des zones d’intérêt. descripteurs d’image. classification. détection supervisée. détection non supervisée. détection de trajectoires. boosting. One Class SVM. Kurtosis. boosting récurent. descripteurs de mouvement. arc

Image registration. localization of interest areas. image descriptors. classification. supervised detection. unsupervised detection. trajectory detection. boosting. One Class SVM. Kurtosis. recurrent boosting. motion descriptors. hybrid CNN architec

Résumé

La qualité des produits est devenue très critique surtout dans l’industrie des boissons. La présence de corps étrangers peut conduire à une perte de fidélité à la marque, notamment pour des produits de luxe. Certains corps étrangers comme des fragments de verre peuvent avoir des conséquences graves sur le plan sanitaire. En l’absence de méthodes fiables de détection, surtout pour des contenants semi-opaques, les fabricants utilisent l’inspection visuelle sur la ligne de production. Cette méthode provoque des maladies et ne garantit pas une détection précise. Les systèmes utilisant les rayons X sont coûteux, intrusifs et génèrent de nombreux faux positifs. Cette thèse propose une solution alternative de détection basée sur l’imagerie répondant aux contraintes des lignes de production. Les travaux développés sont vastes, allant de la conception d’un dispositif d’acquisition automatique aux méthodes avancées de traitement de données non supervisées et supervisées, en passant par des algorithmes d’extraction des descripteurs pertinents. De questions difficiles d’ordre physique, technologique et de traitement de l’information (filtrage, représentation, décision) ont été soulevées et résolues. Les solutions proposées sont efficaces, de très petits corps étrangers peuvent être détectés avec une grande fiabilité et sans nécessiter d’informations préalables. Ces solutions sont de bonnes candidates pour la conception d’un dispositif abordable, rapide, qui n’altère pas le produit et ne nécessite pas de protection spéciale, sûr en termes de faux négatifs, robuste en termes de faux positifs, pouvant être déployé sur les lignes de production.

Product quality is critical especially in the beverage industry. The presence of foreign bodies can lead to a loss of brand loyalty, especially for luxury products. Some foreign bodies, such as fragments of glass, can have serious health consequences. In the absence of reliable methods of detection, especially for semi-opaque containers, manufacturers use visual inspection on production lines. This method can cause diseases and does not guarantee an accurate detection. Systems using X-rays are expensive, intrusive, and generate a lot of false positives. This PhD thesis proposes an alternative detection solution based on imaging that meets the constraints of production lines. The developed work is extensive, ranging from the design of an automatic acquisition device to advanced unsupervised and supervised processing methods, passing through algorithms for extracting discriminant descriptors. Difficult questions related to physical, technological and information processing (filtering, representation, decision) were raised and resolved. The proposed solutions are effective, very small foreign bodies are detected with great reliability and without requiring prior information. These solutions are good candidates for designing an affordable, fast device that does not alter the product and does not require special protection, safe in terms of false negatives, robust in terms of false positives, device that can be deployed on the production lines.