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Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Imagerie hyperspectrale large bande“
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Zeitschriftenartikel zum Thema "Imagerie hyperspectrale large bande"
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Ye, Bei, Shufang Tian, Qiuming Cheng und Yunzhao Ge. „Application of Lithological Mapping Based on Advanced Hyperspectral Imager (AHSI) Imagery Onboard Gaofen-5 (GF-5) Satellite“. Remote Sensing 12, Nr. 23 (06.12.2020): 3990. http://dx.doi.org/10.3390/rs12233990.
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The Advanced Hyperspectral Imager (AHSI), carried by the Gaofen-5 (GF-5) satellite, is the first hyperspectral sensor that simultaneously offers broad coverage and a broad spectrum. Meanwhile, deep-learning-based approaches are emerging to manage the growing volume of data produced by satellites. However, the application potential of GF-5 AHSI imagery in lithological mapping using deep-learning-based methods is currently unknown. This paper assessed GF-5 AHSI imagery for lithological mapping in comparison with Shortwave Infrared Airborne Spectrographic Imager (SASI) data. A multi-scale 3D deep convolutional neural network (M3D-DCNN), a hybrid spectral CNN (HybridSN), and a spectral–spatial unified network (SSUN) were selected to verify the applicability and stability of deep-learning-based methods through comparison with support vector machine (SVM) based on six datasets constructed by GF-5 AHSI, Sentinel-2A, and SASI imagery. The results show that all methods produce classification results with accuracy greater than 90% on all datasets, and M3D-DCNN is both more accurate and more stable. It can produce especially encouraging results by just using the short-wave infrared wavelength subset (SWIR bands) of GF-5 AHSI data. Accordingly, GF-5 AHSI imagery could provide impressive results and its SWIR bands have a high signal-to-noise ratio (SNR), which meets the requirements of large-scale and large-area lithological mapping. And M3D-DCNN method is recommended for use in lithological mapping based on GF-5 AHSI hyperspectral data.
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Krupiński, Michał, Anna Wawrzaszek, Wojciech Drzewiecki, Małgorzata Jenerowicz und Sebastian Aleksandrowicz. „What Can Multifractal Analysis Tell Us about Hyperspectral Imagery?“ Remote Sensing 12, Nr. 24 (12.12.2020): 4077. http://dx.doi.org/10.3390/rs12244077.
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Hyperspectral images provide complex information about the Earth’s surface due to their very high spectral resolution (hundreds of spectral bands per pixel). Effective processing of such a large amount of data requires dedicated analysis methods. Therefore, this research applies, for the first time, the degree of multifractality to the global description of all spectral bands of Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) data. Subsets of four hyperspectral images, presenting four landscape types, are analysed. In particular, we verify whether multifractality can be detected in all spectral bands. Furthermore, we analyse variability in multifractality as a function of wavelength, for data before and after atmospheric correction. We try to identify absorption bands and discuss whether multifractal parameters provide additional value or can help in the problem of dimensionality reduction in hyperspectral data or landscape type classification.
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Seydi, S. T., und M. Hasanlou. „LAND COVER CHANGE DETECTION BASED ON GENETICALLY FEATURE AELECTION AND IMAGE ALGEBRA USING HYPERION HYPERSPECTRAL IMAGERY“. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XL-1-W5 (11.12.2015): 669–73. http://dx.doi.org/10.5194/isprsarchives-xl-1-w5-669-2015.
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The Earth has always been under the influence of population growth and human activities. This process causes the changes in land use. Thus, for optimal management of the use of resources, it is necessary to be aware of these changes. Satellite remote sensing has several advantages for monitoring land use/cover resources, especially for large geographic areas. Change detection and attribution of cultivation area over time present additional challenges for correctly analyzing remote sensing imagery. In this regards, for better identifying change in multi temporal images we use hyperspectral images. Hyperspectral images due to high spectral resolution created special placed in many of field. Nevertheless, selecting suitable and adequate features/bands from this data is crucial for any analysis and especially for the change detection algorithms. This research aims to automatically feature selection for detect land use changes are introduced. In this study, the optimal band images using hyperspectral sensor using Hyperion hyperspectral images by using genetic algorithms and Ratio bands, we select the optimal band. In addition, the results reveal the superiority of the implemented method to extract change map with overall accuracy by a margin of nearly 79% using multi temporal hyperspectral imagery.
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Qin, Jinchun, Hongrui Zhao und Bing Liu. „Self-Supervised Denoising for Real Satellite Hyperspectral Imagery“. Remote Sensing 14, Nr. 13 (27.06.2022): 3083. http://dx.doi.org/10.3390/rs14133083.
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Satellite hyperspectral remote sensing has gradually become an important means of Earth observation, but the existence of various types of noise seriously limits the application value of satellite hyperspectral images. With the continuous development of deep learning technology, breakthroughs have been made in improving hyperspectral image denoising algorithms based on supervised learning; however, these methods usually require a large number of clean/noisy training pairs, a target that is difficult to meet for real satellite hyperspectral imagery. In this paper, we propose a self-supervised learning-based algorithm, 3S-HSID, for denoising real satellite hyperspectral images without requiring external data support. The 3S-HSID framework can perform robust denoising of a single satellite hyperspectral image in all bands simultaneously. It first conducts a Bernoulli sampling of the input data, then uses the Bernoulli sampling results to construct the training pairs. Furthermore, the global spectral consistency and minimum local variance are used in the loss function to train the network. We use the training model to predict different Bernoulli sampling results, and the average of multiple predicted values is used as the denoising result. To prevent overfitting, we adopt a dropout strategy during training and testing. The results of denoising experiments on the simulated hyperspectral data show that the denoising performance of 3S-HSID is better than most state-of-the-art algorithms, especially in terms of maintaining the spectral characteristics of hyperspectral images. The denoising results for different types of real satellite hyperspectral data also demonstrate the reliability of the proposed method. The 3S-HSID framework provides a new technical means for real satellite hyperspectral image preprocessing.
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Jiang, Guo, Shuguang Zhou, Shichao Cui, Tao Chen, Jinlin Wang, Xi Chen, Shibin Liao und Kefa Zhou. „Exploring the Potential of HySpex Hyperspectral Imagery for Extraction of Copper Content“. Sensors 20, Nr. 21 (06.11.2020): 6325. http://dx.doi.org/10.3390/s20216325.
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Detritus geochemical information has been proven through research to be an effective prospecting method in mineral exploration. However, the traditional detritus metal content monitoring methods based on field sampling and laboratory chemical analysis are time-consuming and may not meet the requirements of large-scale metal content monitoring. In this study, we obtained 95 detritus samples and seven HySpex hyperspectral imagery scenes with a spatial resolution of 1 m from Karatag Gobi area, Xinjiang, China, and used partial least squares and wavebands selection methods to explore the usefulness of super-low-altitude HySpex hyperspectral images in estimating detritus feasibility and effectiveness of Cu element content. The results show that: (1) among all the inversion models of transformed spectra, power-logarithm transformation spectrum was the optimal prediction model (coefficient of determination(R2) = 0.586, mean absolute error(MAE) = 21.405); (2) compared to the genetic algorithm (GA) and continuous projection algorithm (SPA), the competitive weighted resampling algorithm (CARS) was the optimal feature band-screening method. The R2 of the inversion model was constructed based on the characteristic bands selected by CARS reaching 0.734, which was higher than that of GA (0.519) and SPA (0.691), and the MAE (19.926) was the lowest. Only 20 bands were used in the model construction, which is lower than that of GA (105) and SPA (42); (3) The power-logarithm transforms, and CARS combined with the model of HySpex hyperspectral images and the Cu content distribution in the study area were obtained, consistent with the actual survey results on the ground. Our results prove that the method incorporating the HySpex hyperspectral data to invert copper content in detritus is feasible and effective, and provides data and a reference method for obtaining geochemical element distribution in a large area and for reducing key areas of geological exploration in the future.
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Vangi, Elia, Giovanni D’Amico, Saverio Francini, Francesca Giannetti, Bruno Lasserre, Marco Marchetti und Gherardo Chirici. „The New Hyperspectral Satellite PRISMA: Imagery for Forest Types Discrimination“. Sensors 21, Nr. 4 (08.02.2021): 1182. http://dx.doi.org/10.3390/s21041182.
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Different forest types based on different tree species composition may have similar spectral signatures if observed with traditional multispectral satellite sensors. Hyperspectral imagery, with a more continuous representation of their spectral behavior may instead be used for their classification. The new hyperspectral Precursore IperSpettrale della Missione Applicativa (PRISMA) sensor, developed by the Italian Space Agency, is able to capture images in a continuum of 240 spectral bands ranging between 400 and 2500 nm, with a spectral resolution smaller than 12 nm. The new sensor can be employed for a large number of remote sensing applications, including forest types discrimination. In this study, we compared the capabilities of the new PRISMA sensor against the well-known Sentinel-2 Multi-Spectral Instrument (MSI) in recognition of different forest types through a pairwise separability analysis carried out in two study areas in Italy, using two different nomenclature systems and four separability metrics. The PRISMA hyperspectral sensor, compared to Sentinel-2 MSI, allowed for a better discrimination in all forest types, increasing the performance when the complexity of the nomenclature system also increased. PRISMA achieved an average improvement of 40% for the discrimination between two forest categories (coniferous vs. broadleaves) and of 102% in the discrimination between five forest types based on main tree species groups.
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Olsoy, P. J., S. N. Barrett, B. C. Robb, J. S. Forbey, T. T. Caughlin, M. D. Blocker, C. Merriman et al. „SCALING UP SAGEBRUSH CHEMISTRY WITH NEAR-INFRARED SPECTROSCOPY AND UAS-ACQUIRED HYPERSPECTRAL IMAGERY“. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XLIV-M-3-2021 (10.08.2021): 127–32. http://dx.doi.org/10.5194/isprs-archives-xliv-m-3-2021-127-2021.
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Abstract. Sagebrush ecosystems (Artemisia spp.) face many threats including large wildfires and conversion to invasive annuals, and thus are the focus of intense restoration efforts across the western United States. Specific attention has been given to restoration of sagebrush systems for threatened herbivores, such as Greater Sage-Grouse (Centrocercus urophasianus) and pygmy rabbits (Brachylagus idahoensis), reliant on sagebrush as forage. Despite this, plant chemistry (e.g., crude protein, monoterpenes and phenolics) is rarely considered during reseeding efforts or when deciding which areas to conserve. Near-infrared spectroscopy (NIRS) has proven effective in predicting plant chemistry under laboratory conditions in a variety of ecosystems, including the sagebrush steppe. Our objectives were to demonstrate the scalability of these models from the laboratory to the field, and in the air with a hyperspectral sensor on an unoccupied aerial system (UAS). Sagebrush leaf samples were collected at a study site in eastern Idaho, USA. Plants were scanned with an ASD FieldSpec 4 spectroradiometer in the field and laboratory, and a subset of the same plants were imaged with a SteadiDrone Hexacopter UAS equipped with a Rikola hyperspectral sensor (HSI). All three sensors generated spectral patterns that were distinct among species and morphotypes of sagebrush at specific wavelengths. Lab-based NIRS was accurate for predicting crude protein and total monoterpenes (R2 = 0.7–0.8), but the same NIRS sensor in the field was unable to predict either crude protein or total monoterpenes (R2 < 0.1). The hyperspectral sensor on the UAS was unable to predict most chemicals (R2 < 0.2), likely due to a combination of too few bands in the Rikola HSI camera (16 bands), the range of wavelengths (500–900 nm), and small sample size of overlapping plants (n = 28–60). These results show both the potential for scaling NIRS from the lab to the field and the challenges in predicting complex plant chemistry with hyperspectral UAS. We conclude with recommendations for next steps in applying UAS to sagebrush ecosystems with a variety of new sensors.
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Shaik, Riyaaz Uddien, Shoba Periasamy und Weiping Zeng. „Potential Assessment of PRISMA Hyperspectral Imagery for Remote Sensing Applications“. Remote Sensing 15, Nr. 5 (28.02.2023): 1378. http://dx.doi.org/10.3390/rs15051378.
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Hyperspectral imagery plays a vital role in precision agriculture, forestry, environment, and geological applications. Over the past decade, extensive research has been carried out in the field of hyperspectral remote sensing. First introduced by the Italian Space Agency ASI in 2019, space-borne PRISMA hyperspectral imagery (PHSI) is taking the hyperspectral remote sensing research community into the next era due to its unprecedented spectral resolution of ≤12 nm. Given these abundant free data and high spatial resolution, it is crucial to provide remote sensing researchers with information about the critical attributes of PRISMA imagery, making it the most viable solution for various land and water applications. Hence, in the present study, a SWOT analysis was performed for PHSI using recent case studies to exploit the potential of PHSI for different remote sensing applications, such as snow, soil, water, natural gas, and vegetation. From this analysis, it was found that the higher reflectance spectra of PHSI, which have comprehensive coverage, have greater potential to extract vegetation biophysical parameters compared to other applications. Though the possible use of these data was demonstrated in a few other applications, such as the identification of methane gases and soil mineral mapping, the data may not be suitable for continuous monitoring due to their limited acquisition, long revisiting times, noisy bands, atmospheric interferences, and computationally heavy processing, particularly when executing machine learning models. The potential applications of PHSI include large-scale and efficient mapping, transferring technology, and fusion with other remote sensing data, whereas the lifetime of satellites and the need for interdisciplinary personnel pose challenges. Furthermore, some strategies to overcome the aforementioned weaknesses and threats are described in our conclusions.
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Deng, Chubo, Yi Cen und Lifu Zhang. „Learning-Based Hyperspectral Imagery Compression through Generative Neural Networks“. Remote Sensing 12, Nr. 21 (08.11.2020): 3657. http://dx.doi.org/10.3390/rs12213657.
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Hyperspectral images (HSIs), which obtain abundant spectral information for narrow spectral bands (no wider than 10 nm), have greatly improved our ability to qualitatively and quantitatively sense the Earth. Since HSIs are collected by high-resolution instruments over a very large number of wavelengths, the data generated by such sensors is enormous, and the amount of data continues to grow, HSI compression technique will play more crucial role in this trend. The classical method for HSI compression is through compression and reconstruction methods such as three-dimensional wavelet-based techniques or the principle component analysis (PCA) transform. In this paper, we provide an alternative approach for HSI compression via a generative neural network (GNN), which learns the probability distribution of the real data from a random latent code. This is achieved by defining a family of densities and finding the one minimizing the distance between this family and the real data distribution. Then, the well-trained neural network is a representation of the HSI, and the compression ratio is determined by the complexity of the GNN. Moreover, the latent code can be encrypted by embedding a digit with a random distribution, which makes the code confidential. Experimental examples are presented to demonstrate the potential of the GNN to solve image compression problems in the field of HSI. Compared with other algorithms, it has better performance at high compression ratio, and there is still much room left for improvements along with the fast development of deep-learning techniques.
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Chen, Nian, Kezhong Lu und Hao Zhou. „A Search Method for Optimal Band Combination of Hyperspectral Imagery Based on Two Layers Selection Strategy“. Computational Intelligence and Neuroscience 2021 (22.06.2021): 1–14. http://dx.doi.org/10.1155/2021/5592323.
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A band selection method based on two layers selection (TLS) strategy, which forms an optimal subset from all-bands set to reconstitute the original hyperspectral imagery (HSI) and aims to cost a fewer bands for better performances, is proposed in this paper. As its name implies, TLS picks out the bands with low correlation and a large amount of information into the target set to reach dimensionality reduction for HSI via two phases. Specifically, the fast density peaks clustering (FDPC) algorithm is used to select the most representative node in each cluster to build a candidate set at first. During the implementation, we normalize the local density and relative distance and utilize the dynamic cutoff distance to weaken the influence of density so that the selection is more likely to be carried out in scattered clusters than in high-density ones. After that, we conduct a further selection in the candidate set using mRMR strategy and comprehensive measurement of information (CMI), and the eventual winners will be selected into the target set. Compared with other six state-of-the-art unsupervised algorithms on three real-world HSI data sets, the results show that TLS can group the bands with lower correlation and richer information and has obvious advantages in indicators of overall accuracy (OA), average accuracy (AA), and Kappa coefficient.
Dissertationen zum Thema "Imagerie hyperspectrale large bande"
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Gouisset, Emmanuel. „Développement et étude de la réponse instrumentale d'un imageur hyperspectral large bande (UV-Visible-NIR) permettant la caractérisation physico-chimique de contaminants sur surfaces sensibles d’engins orbitaux“. Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS139.
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Dans le domaine de l’analyse de défaillance et plus particulièrement la contamination moléculaire et particulaire, il est crucial de pouvoir détecter toute trace de contaminants durant l’intégration d’un engin orbital. Dans ce contexte, la fluorescence permet non seulement de détecter mais aussi de discriminer les contaminants. Pour ce projet, nous avons donc développé un instrument hyperspectral large-bande (UV-Vis-NIR) de 330 à 1000 nm pour pouvoir détecter un large panel de contaminants. Il s’agit d’un montage catoptrique permettant de s’affranchir des aberrations chromatiques. Il présente un champ de vue de 3,5° pour une résolution angulaire de 25 secondes d’arc. Il a été conçu pour être portable et son ensemble mécanique figé permet un alignement optique simple à mettre en œuvre et une réalisation rapide des fichiers de calibration entre deux scènes. Nous avons mesuré une résolution spectrale de 1 nm dans l’UV, 2 à 3 nm dans le visible et 5 nm dans le NIR. Cela nous a permis d’étudier la réponse en fluorescence de deux colles époxy, sources typiques de la contamination d’engin orbital et de la comparer avec une mesure obtenue avec un instrument commercial. Ces mesures nous ont permis d’évaluer les performances de notre instrument et d’identifier des perspectives d’amélioration, notamment en termes de sensibilité dans les UVIn the field of failure analysis and in particular molecular and particulate contamination, being able to detect any trace of contaminants during the integration of an orbital spacecraft is crucial. In this context, fluorescence allows not only to detect but also to discriminate contaminants. For this project, we have therefore developed a broadband hyperspectral instrument (UV-Vis-NIR) from 330 to 1000 nm to be able to detect a wide range of contaminants. It is a catoptric assembly that eliminates chromatic aberrations. The field of view is 3.5° for an angular resolution of 25 arc seconds. It was designed to be portable and its fixed mechanical assembly allows easy optical alignment and rapid creation of calibration files between two scenes. We measured a spectral resolution of 1 nm in the UV range, 2 to 3 nm in the visible range and 5 nm in the NIR range. This allowed us to study the fluorescence response of two epoxy glues, typical sources of orbital spacecraft contamination, and to compare it with a measurement obtained with a commercial instrument. These measurements allowed us to evaluate the performance of our instrument and identify prospects of improvement, especially in terms of sensitivity in UV range
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Diot, Jean-Christophe. „Conception et réalisation d'un radar Ultra Large Bande impulsionnel optoélectronique“. Limoges, 2006. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/16cfcc3c-6a16-4844-913a-d3ec8357cbc4/blobholder:0/2006LIMO0018.pdf.
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Ce mémoire présente la conception et la réalisation d'un démonstrateur radar Ultra Large Bande (ULB) impulsionnel optoélectronique. Les applications visées sont la détection de cibles diverses (humains, véhicules, armes, mines,. . . ) dissimulées dans différents milieux (végétation, sol, bâtiments) à courte et moyenne portée. Cette étude menée en collaboration avec la Délégation Générale pour l'Armement (DGA) aboutit à la mise en oeuvre du banc nommé RUGBI (Radar Ultra Grande Bande Instantanée). L’objectif de ce projet est de repousser les limites actuelles de portée, de résolution et d’acquisition des radars Ultra Large Bande (ULB) purement électroniques. En effet, l’utilisation de photoconducteurs éclairés par un faisceau laser ultrarapide, permet de générer des impulsions électromagnétiques courtes à fort niveau de tension sans gigue, autorisant ainsi le concept multisources. La conception du radar fait appel à un état de l'art des matériels hyperfréquences (générateurs, numériseurs, antennes,. . . ) susceptibles de répondre aux besoins du système. Des choix ou de nouvelles conceptions sont réalisés. L'assemblage du système complet, son positionnement dans le local de test, la réalisation du réseau d'antenne ULB sont détaillés. Des programmes de pilotage des bancs sont réalisés sous le logiciel Labview. Enfin des expérimentations permettent de caractériser et de valider le fonctionnement de ce radar. Le rayonnement et le fonctionnement en mode radar sont étudiésThis document presents the design and the realization of an impulse optoelectronic Ultra Wide Band (UWB) radar demonstrator. The applications are the detection of various targets (human, vehicles, weapons, mines,. . . ) dissimulated in different environments (vegetation, ground, buildings) with short and mid range. This study was led in collaboration with the French Army (DGA). This study results in the implementation of a demonstrator named RUGBI. The objective of this project is to improve the range, the resolution and the acquisition of the electronic UWB radars. Indeed, the use of photoconductors that lit by a high-speed laser beam, allows to generate short electromagnetic impulses with high level and without jitter. Thus, antenna array can be used. The design of this radar calls appeals to the reviewing of the high frequency materials (generators, samplers, antennas. . . ) likely to adhere to specifications. Choices or new designs are carried out. The assembly of the complete system, its positioning in the test zone, the realization of the UWB antenna array are detailed. Various experimental problems are solved. Some programs are developed on Labview to control the tests. Finally experiments allow to characterize and validate the operation of this radar. Radiation and target acquisition are studied
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Rastello, Thierry. „Synthèse d'ouverture en imagerie ultrasonore large bande : apport des méthodes d'inversion dans le domaine de Fourier“. Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0091.
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L'imagerie ultrasonore connaît encore actuellement un fort développement dans des domaines aussi variés que l'imagerie médicale, le contrôle non destructif et l'imagerie sous-marine. Notre étude se situe dans le cadre de 1 'imagerie sous-marine par sonar actif large bande. Dans ce domaine, la synthèse d'ouverture est une des voies prometteuses pour réaliser des images sur une longue portée avec une haute résolution spatiale. L'idée directrice de notre travail est d'adapter au domaine du sonar des méthodes de synthèse d'ouverture qui sont opérationnelles en radar. La formation de l'image par ouverture synthétique est d'abord modélisée en large bande dans le cadre de l'analyse de Fourier 2D pour compléter l'analyse spatio-temporelle usuelle. Cette approche nous permet de comparer et de mettre en avant des méthodes de synthèse d'ouverture originales en sonar. Nous montrons l'apport des méthodes d'inversion dans le domaine de Fourier pour le traitement de synthèse d'ouverture des images sonar et pour la prise en compte des deux principales limitations des systèmes sonar à ouverture synthétiques qui sont la faiblesse du taux de couverture et le mouvement du porteur. L'élargissement de la bande de fréquence permet d'améliorer la robustesse des méthodes proposées. La mise en œuvre de ces traitements d'inversion sur des données acquises en cuve ainsi qu'en milieu marin a permis de valider expérimentalement leurs performances ainsi que leurs limitations. Cette étude a été réalisée avec le soutien de la DGA.
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Totir, Félix. „Caractérisation multidimensionnelle à très large bande des réflecteurs électromagnétiques en environnement radar non-gaussien“. Brest, 2006. http://www.theses.fr/2006BRES2010.
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La thèse est structurée autour de la problématique de la caractérisation des cibles navales vues par un radar de surveillance côtière à large bande. Deux aspects essentiels de cette problématique sont abordés : la modélisation des échos radar des cibles navales dans leur environnement (problème direct) et la représentation/identification des cibles présentes dans le cadre d’un scénario naval à partir des échos radar enregistrés (problème inverse). Pour chaque représentation de la cible, son écho électromagnétique est calculé à partir d’un modèle de type Ensemble de Points Brillants (EPB), extrait en utilisant la technique CLEAN. Pour l’ensemble d’orientations possibles de la cible, les modèles EPB sont réunis à travers une Représentation Unifiée (EPB-RU). La dynamique de la cible est simulée à partir de modèles de réalité virtuelle correspondant à de petits objets flottant sur la surface de la mer. Le masquage introduit par les vagues ainsi que le fouillis de mer sont également prise en compte. L’identification des cibles est effectuée à partir des images ISAR 2D et 3D, reconstruites en utilisant un signal émis à large bande et la méthode d’imagerie superrésolution. Plusieurs ensembles d’attributs sont extraits à partir des images reconstruites en utilisant essentiellement les Contours Actifs Déformables. Différents classifieurs (KNN, PMC, SART ou SVM) sont ensuite mis en œuvre afin d’identifier la cible observée. L’application des outils de simulation développés est illustrée à la fin de la thèse au travers de la modélisation / représentation de plusieurs cibles radar dans un scénario naval simplifiéThe thesis is devoted to the problem of the naval target characterization when seen by a broadband, surveillance costal radar. Two essential aspects of this problematic are considered: the realistic modeling of naval targets radar echo in marine environment (direct problem) and the representation/identification of the targets in a naval scenario using echoed radar signal (inverse problem). For each target orientation, the electromagnetic echo is computed using a Scattering Center Model (SCM), extracting using CLEAN technique For all target orientations, SCMs are combined in a Global SCM model. Target dynamics is simulated using virtual reality models of small-sized objects floating on the sea surface. Wave-introduced target masking and sea clutter are also accounted for. Target identification is performed using 2D and 3D ISAR images, constructed using broadband scanning signals and superresolution methods. Different kinds of descriptive targets features are issued from ISAR images essentially using Active Deformable Contours. KNN, MLP, SART or SVM classifiers are used to identify scanned targets. Finally, the joint application of all developed simulation tools illustrates modeling and representation of a few radar targets in a simplified naval scenario
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Vergnole, Sébastien. „Nouveaux interféromètres large bande pour l'imagerie haute résolution : interféromètre fibré hectométrique : utilisation des Fibres à Cristaux Photoniques“. Limoges, 2005. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/b5576baa-1781-4524-9024-362d7aa12695/blobholder:0/2005LIMO0022.pdf.
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L'imagerie haute résolution a atteint une grande maturité ces dernières années et donne lieu aujourd'hui à de nombreuses publications scientifiques. Deux techniques sont utilisées : l'optique adaptative et la synthèse d'ouverture. Cette dernière technique est au point pour des bases de l'ordre de la centaine de mètres. Mais de nouvelles avancées sont encore possibles notamment en se tournant vers des instruments à très grandes bases et/ou utilisant de nouveaux guides optiques. Par ailleurs, le domaine de l'astronomie imposant de travailler avec de larges bandes spectrales pour collecter plus de lumière, la mise au point d'interféromètres large bande se révèle indispensable. Ce manuscrit présente le développement d'instruments fibrés et leur caractérisation sur de larges domaines spectraux. Après une première partie consacrée à quelques rappels théoriques, le deuxième volet de ce document est consacré à l'étude des fibres optiques en silice pour le projet `OHANA. Ce projet, piloté par l'Observatoire de Meudon, vise à relier de manière cohérente les télescopes du Mauna Kea à Hawaii à l'aide des fibres optiques. La dispersion chromatique différentielle des fibres destinées à relier le CFHT et Gemini, d'une longueur de 300 m, a été caractérisée ce qui a permis de la minimiser. Une étude de l'évolution de cette dispersion a également été menée en tenant compte des variations différentielles de température. Des solutions utilisant une ligne à retard fibrée ou des lames de CaF2 ont été proposées et réalisées pour compenser la dispersion supplémentaire occasionnée par ces variations des contraintes thermiques. La troisième partie est dédiée à l'étude des propriétés des fibres à cristaux photoniques (PCFs) pour l'interférométrie large bande. Deux interféromètres respectivement à deux et trois voies ont été mis en oeuvre dans le but de tester les propriétés des PCFs. Il a été montré que les fibres microstructurées utilisées avaient la capacité de propager la lumière de façon cohérente sur une très large bande spectrale, allant typiquement de 670 nm et 1550 nm, ce qui n'est pas possible en utilisant des fibres en silice "conventionnelles". Enfin, des mesures de clôture de phase ont été réalisées et font apparaître que ces PCFs n'apportent pas de biais sur ces mesuresHigh resolution imaging has reached a high reliability and currently gives a lot of scientific results. Nowadays, we may develop this technique by using very long baselines and/or new optical waveguides. Moreover, astronomers are working with wide band spectra to get more light. Thus, the study of wide band interferometers is essential. This manuscript reports the development and the characterization of wide band fiber interferometers. The first part deals with some theoretical notions. The second part is dedicated to the study of silica optical fibers in the frame of the `OHANA project. The aim of this project driven by Paris Observatory is to coherently link the telescopes of the Mauna Kea in Hawaii thanks to optical fibers. The differential chromatic dispersion of the 300-m long fibers dedicated to link CFHT and Gemini telescopes has been characterized and minimized. The effect of the temperature variation has been also studied. Solutions using an optical fiber delay line or CaF2 glasses plates have been proposed and implemented to compensate the additional chromatic dispersion due to temperature effects. The last part of this manuscript is devoted to the study of Photonic Crystal Fibers (PCFs) for wide band interferometry. A two-beam and a three-beam interferometers have been implemented to test the properties of PCFs. It has been shown that the microstructured fibers used in our experiment are able to coherently propagate light over a wide spectral domain from 670 nm to 1550 nm. This wide domain is impossible to reach with "conventional" fibers. At last, closure phase measurements have been carried out showing that these PCFs do not bring additional defects on these measurements
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Vergnole, Sébastien. „Nouveaux interféromètres large bande pour l'imageriehaute résolution : interféromètre fibré hectométrique ;utilisation des Fibres à Cristaux Photoniques“. Phd thesis, Université de Limoges, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012003.
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L'imagerie haute résolution a atteint une grande maturité ces dernières années et donne lieu aujourd'hui à de nombreuses publications scientifiques. Deux techniques sont utilisées : l'optique adaptative et la synthèse d'ouverture. Cette dernière technique est au point pour des bases de l'ordre de la centaine de mètres. Mais de nouvelles avancées sont encore possibles notamment en se tournant vers des instruments à très grandes bases et/ou utilisant de nouveaux guides optiques. Par ailleurs, le domaine de l'astronomie imposant de travailler avec de larges bandes spectrales pour collecter plus de lumière, la mise au point d'interféromètres large bande se révèle indispensable. Ce manuscrit présente le développement d'instruments fibrés et leur caractérisation sur de larges domaines spectraux.Après une première partie consacrée à quelques rappels théoriques, le deuxième volet de ce document est consacré à l'étude des fibres optiques en silice pour le projet `OHANA. Ce projet, piloté par l'Observatoire de Meudon, vise à relier de manière cohérente les télescopes du Mauna Kea à Hawaii à l'aide des fibres optiques. La dispersion chromatique différentielle des fibres destinées à relier le CFHT et Gemini, d'une longueur de 300 m, a été caractérisée ce qui a permis de la minimiser. Une étude de l'évolution de cette dispersion a également été menée en tenant compte des variations différentielles de température. Des solutions utilisant une ligne à retard fibrée ou des lames de CaF2 ont été proposées et réalisées pour compenser la dispersion supplémentaire occasionnée par ces variations des contraintes thermiques. La troisième partie est dédiée à l'étude des propriétés des fibres à cristaux photoniques (PCFs) pour l'interférométrie large bande. Deux interféromètres respectivement à deux et trois voies ont été mis en oeuvre dans le but de tester les propriétés des PCFs. Il a été montré que les fibres microstructurées utilisées avaient la capacité de propager la lumière de façon cohérente sur une très large bande spectrale, allant typiquement de 670 nm et 1550 nm, ce qui n'est pas possible en utilisant des fibres en silice " conventionnelles ". Enfin, des mesures de clôture de phase ont été réalisées et font apparaître que ces PCFs n'apportent pas de biais sur ces mesures.
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Chatelée, Vincent. „Développement d'un système d'imagerie microonde multistatique ultra large bande : application à la détection d'objets en régime temporel et fréquentiel“. Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00696606.
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Une des techniques pour obtenir des images de structures hétérogènes ou d'objets enfouis dans un milieu (sol, murs, ...) repose sur la mesure du champ électromagnétique diffracté par les inhomo-généités lorsqu'elles sont soumises à une illumination incidente. Cela nécessite la mise en oeuvre d'un système d'acquisition microonde doté d'un réseau de capteurs linéaire ou plan. Ses critères de conception sont dictés par les algorithmes d'imagerie qui nécessitent le plus souvent des données multifréquences acquises sur une large fenêtre d'observation. Ce travail de thèse repose sur la caractérisation, le calibrage et la validation expérimentale d'un prototype d'imageur multistatique ultra large bande. Un descriptif des systèmes actuels d'imagerie microonde a permis tout d'abord de valider les critères retenus pour le cahier des charges initial et de décrire les considérations associées à un problème de détection subsurface. Le Système d'Imagerie Microonde à Impulsions Synthétiques (SIMIS), dévelopé au LEAT, est caractérisé par ses performances théoriques, et une attention particulière a porté sur l'optimisation de la dynamique de détection. Afin de corriger les erreurs systématiques, le calibrage du radar est accompli sur chaque module successivement, puis, plusieurs études portant sur les erreurs de dérive et les erreurs aléatoires sont proposées. Le système est ensuite utilisé en chambre anéchoïque pour la détection de cibles canoniques (un cylindre métallique et un parallélépipède diélectrique) dans une configuration 2D-TM. La détection des deux objets est confirmée par l'observation d'hyperboles de diffraction sur des images apparentées B-scan. Une modification du système est effectuée et validée afin de réduire le couplage inter-antennes au sein du réseau de transducteurs. Cela permet, le cas échéant, de détecter les cibles à partir de la seule mesure du champ total. Les premiers résultats en imagerie qualitative sont obtenus par la technique du miroir à retournement temporel. Dans le domaine fréquentiel, l'utilisation de la méthode DORT (Décomposition de l'Opérateur de Retournement Temporel) a permis également de détecter les cibles lorsque la longueur d'onde est comparable à leur dimension transverse.
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Montaux-Lambert, Antoine. „Conception d’un interféromètre large bande spectrale pour la métrologie et l’imagerie de phase sur sources synchrotron“. Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS042/document.
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Cette thèse présente les travaux de recherche effectués dans le but de concevoir et optimiser un instrument de métrologie du front d’onde et d’imagerie de phase sur faisceau synchrotron dans la gamme des rayonnements X durs. L’étude s’est focalisée sur la conception d’un interféromètre à réseau unique dont l’extraction des informations associées à l’analyse du front d’onde s’effectue par démodulation Fourier. Ces choix ont été déterminés par la volonté de concevoir un instrument robuste pouvant fonctionner sur une large gamme de conditions expérimentales sans avoir à modifier et accorder les paramètres et éléments constitutifs fondamentaux de l’instrument à chaque expérience. Ceci se résume par la contrainte forte de pouvoir réaliser une calibration absolue du système de façon à garantir la prise de mesure ultérieure par acquisition d’un interférogramme unique tout en s’affranchissant des erreurs de mesure déterministes de l’instrument.La variable expérimentale la plus importante correspond à l’énergie de travail; par conséquent la conception de l’interféromètre s’est organisée autour de la recherche de performances constantes sur une large bande spectrale pour des énergies entre 10 à 30keV, et a conduit à l’étude et à la mise en œuvre d’une configuration interférométrique innovante. Celle-ci exploite un régime diffractif particulier du réseau permettant d’accéder à la propriété d’achromaticité (non rigoureuse) par repliement des performances de mesure sur cette bande spectrale, et ce, pour un instrument reposant pourtant sur un composant diffractif fondamentalement chromatique.D’autre part, afin de garantir l’analyse quantitative de l’information portée par les modulations interférométriques générées par le réseau, nous avons également optimisé les traitements numériques et abouti au développement d’un algorithme de pré-traitement des interférogrammes permettant de s’affranchir des effets de bord lors de l’analyse d’images à support fini. Les artefacts rencontrés sont connus sous le nom de phénomènes de Gibbs et apparaissent dans le cas général de la transformée de Fourier d’un signal discontinu. Ainsi, annuler ces effets de bord permet également de gérer les problèmes d’éclairement partiel de la pupille de l’analyseur dont la gestion est essentielle en métrologie de front d’onde.Enfin nous présenterons les résultats expérimentaux de validation du concept interférométrique et de mesures applicatives en métrologie optique et en imagerie de phase sur des échantillons d’intérêt issus de domaines variés, de la biologie à la paléontologieThis PhD dissertation presents the optimization and design of a wavefront analyzer dedicated to optical metrology and phase imaging on synchrotron sources in the hard X-ray regime. We chose to develop a single grating interferometer combined with a phase retrieval algorithm based on Fourier analysis. The main purpose here is to conceive a bulk instrument able to work in a great variety of experimental conditions without having to tune the parameters of the instrument in between experiments. This is thus related to the key constraint that is to calibrate the wavefront analyzer so that any further measurements could be corrected from any deterministic errors and allow single shot measurements of any sample.The key varying parameter in synchrotron experiments is the radiation energy (or wavelength). Therefore, the design of the interferometer aimed at minimizing the discrepancies of its performances over a broad spectral range from 10 to 30keV . This research lead in one hand to the description and implementation of an innovative interferometric configuration based on the achromatization of the instrument performances over this spectral range, despite the chromatic nature of the grating.On the other hand, in order to guaranty the quantitative analysis of interferograms, we also optimized the numerical approach to extract and treat the information they contain. This lead to the development of a conditioning procedure for a subsequent phase retrieval by Fourier demodulation. It fulfills the classical boundary conditions imposed by Fourier transform techniques and allows a nearly artifact-free extraction of the information.At last, experimental results demonstrate first, the viability of the grating achromatization concept, and then, the possibility to realize the metrology of grazing incidence optics at different wavelengths. The instrument was then used for phase imaging purposes of biological and archaeological samples
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Maaref, Nadia. „Étude d'un concept de radar de détection de personnes à travers les murs et les obstacles“. Nice, 2009. http://www.theses.fr/2009NICE4070.
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Cette thèse présente l’étude d’un concept de radar permettant la détection et la localisation de personnes à travers les murs. La démarche est organisée en cinq points principaux. Tout d’abord, une analyse des considérations techniques en vue de la conception d’un radar répondant au besoin est effectuée. Cette analyse permet de définir les paramètres principaux du radar en fonction de contraintes liées à l’application, les deux principales étant la propagation des ondes électromagnétiques à travers des murs et la signature radar de la cible humaine. L’étude de la propagation des ondes montre la nécessité d’utiliser des larges bandes de fréquence appartenant à la bande L et S. La signature radar de l’être humain est étudiée par des mesures expérimentales et montre une grande variation de celle-ci selon la fréquence, la personne et l’attitude adoptée. Une fois la phénoménologie du problème étudiée, nous développons des méthodes de traitement d’ouverture synthétique : la rétroprojection (formation de faisceaux connue adaptée au problème) et le retournement temporel appliqué à l’imagerie (approche novatrice). Par ailleurs, l’utilisation de la méthode DORT (décomposition de l’opérateur de retournement temporel) permet la focalisation sur des cibles d’intérêt. Enfin, nous présentons la conception d’un radar FMCW ULB dans la bande de 1 à 4 GHz avec une ouverture synthétique matérialisée par un réseau d’antennes ULB. Des mesures faites en condition réelles montrent clairement la possibilité de localiser des personnes en mouvement à travers un mur en temps réel. En conclusion, ce travail a permis des avancées significatives dans le domaine de la localisation de personnes à travers des murs par radar, et pourrait avoir des retombées dans d’autres domaines tels que la détection de personnes dans le cas de tremblements de terre ou d’avalanchesThis Thesis presents the study of a Through The Wall (TTW) radar concept for the localization of persons through walls. The work is organized following five steps. First, in order to design a TTW radar, an analysis of the technical considerations is performed. This analysis permits to define principal radar parameters depending on the application requirements. The two most important ones are those brought by the through walls and the human target specifications. The study of the propagation through walls shows that it’s necessary to use ultra wide band waveforms in the L and S frequency ranges. The human target signature is studied by experimental measurements. Results show a great variability of the RCS depending on the frequency, the person and the attitude. After analysing the phenomenology of the TTW problem, we present in detail two synthetic aperture imaging methods: the backprojection (conventional beamforming adapted to this application) and time reversal theory applied to imaging (innovative approach). In addition, the DORT (diagonalization of time reversal operator) method is used to focus the energy on target of interest. Finally, we present the design and the conception of a synthetic aperture UWB FMCW radar working from 1 to 4 GHz. Experimental trials in realistic conditions show clearly the good performances of the system able to localize moving persons behind a wall in real time. In conclusion, this work has made significant advances in the field of TTW radar and could have some fallout in other fields of rescue operations like earthquakes or avalanches
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Rale, Pierre. „Multi-transition solar cells with localised states“. Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066541/document.
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Ce travail s’intéresse aux cellules solaires multi-transitions. Deux semiconducteurs à niveaux subbandgap : un highly mismatched alloy, le GaAsPN, et un absorbeur à boites quantiques. Les états subbandgap permettent de modifier l’énergie de gap ou de créer une bande intermédiaire au milieu du gap. En premier lieu, une introduction de la cellule solaire par l’étude de luminescence est présentée. Des liens entre luminescence et propriétés électriques sont établis, et les limites thermodynamiques de l’efficacité des dispositifs multi-transitions sont explicitées. Enfin, une méthode optique de caractérisation des cellules solaires est démontrée. La première partie expérimentale de la thèse est dédiée au développement d’une top cell en GaAsPN en accord de maille avec une bottom cell en Silicium. Des simulations numériques ont mis en évidence les difficultés à surmonter pour ce type de matériau. La dynamique des porteurs a été étudiée par photoluminescence en régime permanent et résolue en temps. Ces mesures ont mis en évidence que les absorbeurs crûs souffraient d’états fortement localisés, majoritairement dus à des clusters d’azote. Ces états nous ont permis en revanche d’étudier les propriétés de bande intermédiaire de cet alliage. Enfin, une méthode optique de caractérisation, adaptée aux IBSCs et à la mise en évidence des deux mécanismes clés de ce concept (two-step two-photon absorption et la préservation de la tension). Cette méthode a été appliquée à deux candidats pour les IBSCs, un absorbeur à multi-puits quantiques et un à boîtes quantiques. Les résultats montrent que l’absorbeur à boîtes quantiques présente un comportement compatible avec les IBSCsThis thesis deals with the multi-transition solar cells by studying two subband gap localised states materials: one highly mismatched alloy, GaAsPN, and one multi-stacked quantum dots heterostructure. These subband gap states give the possibility to tune the band gap energy or create two photon transitions inside a single the absorber. In a first part, a radiance based introduction of the solar cell is presented. Links between radiances and electrical properties are pointed out. From this analysis, the thermodynamic limits of the single and multiple transition solar cells are derived and key mechanisms for multi-transition solar cells are identified. A universal optical characterisation method for probing electrical properties of solar cells is displayed. The first experimental part of this thesis was dedicated to the development of a GaAsPN based pin top cell lattice matched with a Silicon bottom cell. Numerical simulations have been carried out. Carrier dynamics has been studied by steady-state and time-resolved photoluminescence, with the conclusion that the GaAsPN we grew still suffer from multiple strongly localised states below the band gap, mainly due to N-clusters. Finally, we have taken advantages of the strong carrier localisation for a use as an intermediate band solar cell. Eventually, a quantitative optical characterisation method was developed in order to evaluate the potential of an absorber as an IBSC. The two key processes, the two-step two-photon absorption and the voltage preservation, can be widely investigate through it. This method has been applied to two IBSC candidates, a MQW and a MSQD absorbers. The MSQD cell have shown IB compatibility
Konferenzberichte zum Thema "Imagerie hyperspectrale large bande"
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Dennetiere, D., Ph Troussel, R. Rosch, C. Reverdin, L. Hartmann, A. Richard, F. Bridou, F. Delmotte und P. Audebert. „Imagerie X monochromatique à haute résolution dans un domaine large bande pour le Laser MégaJoule“. In UVX 2010 - 10e Colloque sur les Sources Cohérentes et Incohérentes UV, VUV et X ; Applications et Développements Récents. Les Ulis, France: EDP Sciences, 2011. http://dx.doi.org/10.1051/uvx/2011027.
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