Literatura académica sobre el tema "Image infrarouge"

Nous exploitons les fluctuations thermiques pour étudier les résonances de nano-antennes plasmoniques métal-isolant-métal (MIM) individuelles dont les modes électromagnétiques sont excités en chauffant les nanostructures. La spectroscopie infrarouge par modulation spatiale permet de mesurer le spectre du rayonnement thermique de champ lointain d’une antenne unique en s’affranchissant de la contribution dominante du fond environnant. Des mesures de microscopie à effet tunnel à rayonnement thermique fournissent quant à elles une image super-résolue de la structure spatiale du rayonnement thermique de champ proche.

La technique d’Eye-tracking (ET), basée sur la détection du reflet cornéen généré par une lumière infrarouge, permet l’enregistrement en temps réel des mouvements oculaires d’un individu explorant une image ou son environnement. Cette technique révélant le sens du regard en une succession de saccades et de fixations a permis d’apporter un nouvel éclairage sur la manière dont un individu explore le monde environnant et de mettre en lumière les particularités perceptives dans différentes pathologies, dont les troubles du spectre autistique. Les sujets avec trouble du spectre autistique présentent des atypies perceptives se traduisant notamment par un biais de traitement en faveur de la dimension locale (détails). La majorité des travaux en ET se sont intéressés à la cognition sociale. Certains ont notamment révélé que les stratégies d’exploration des visages au sein d’une scène sociale en milieu naturel étaient différentes chez les sujets TSA et pourraient contribuer aux troubles de cognition sociale et de reconnaissance émotionnelle [1]. Toutefois, cette technique trouve également son intérêt dans l’étude d’autres domaines cognitifs tels que les capacités de catégorisation [2] ou la mémoire. Les personnes avec TSA ont un fonctionnement mnésique atypique [3], résultant notamment de difficultés de sélection et d’intégration d’informations perceptives complexes. Ces difficultés ont été identifiées dès les premières millisecondes d’exploration de l’information à mémoriser [4]. Nous proposons d’illustrer l’apport de cette approche pour la caractérisation des atypies perceptives des personnes avec TSA et leurs répercussions sur le fonctionnement cognitif. Nous aborderons également les perspectives nouvelles d’évaluation neuropsychologique et de remédiation qu’offre cette technique d’ET au clinicien.

Infrared (10.6 μm) images have been recorded on wax films and photographed in the visible after filtering using a Schlieren technique. The linearity of the recording medium has been verified and the dynamic range is ~ 5.

L’extraction des différentes composantes de la radiation solaire à partir des images satellites dépend étroitement de la connaissance exacte de la couverture nuageuse d’un pixel donné. En premier lieu, nous transformons les images satellites brutes en images ennuagement. Une nouvelle relation de l’ennuagement est établie, elle tient compte du contraste des radiances mesurées en infrarouge et des albédo calculés dans le visible. La méthode développée pour l’extraction des radiations solaires à partir des images consiste à adapter des modèles classiques aux modèles qui s’appliquent à la fois aux donnés sols et satellitaires. L’étude comparative entre les radiations calculées à partir des images satellites et les radiations mesurées au sol pour les deux pixels Oran (35°24, -0°36) et Tamanrasset(22°28, 7°35) montre qu’il est possible d’estimer l’irradiance globale avec une erreur moyenne 4 %, l’irradiance directe est estimée avec une erreur qui n’atteint pas 15 % et l’irradiance diffuse avec des erreurs parfois abbérantes qui atteignent les 26 %.

RÉSUMÉ L'analyse géomorphologique à partir de bandes spectrales débordant le rayonnement visible est encore au stade expérimental. La stratigraphie et la structure interne des dépôts meubles ne peuvent être directement détectées, mais la granulométrie et les formes de surface peuvent l'être. Dans le cas des surfaces dénudées, la granulométrie est reliée à la réflectance dans le visible et le proche infrarouge et à la rugosité détectable par le radar. Dans le cas des surfaces recouvertes de végétation, la granulométrie peut être déduite indirectement des conditions d'humidité des sols, qui commandent l'alimentation en eau des plantes, dans le visible, le proche infrarouge, l'infrarouge thermique, le radar (constante diélectrique) et théoriquement les micro-ondes passives. Sans compter la traditionnelle photointerprétation stéréoscopique, les formes de surface peuvent être reconnues soit de façon automatisée, surtout dans le cas des formes linéaires, lorsque l'on possède des documents numérisés, soit de façon visuelle par rehaussement d'image lors de la prise de vue (radar, thermographies). Les formes de surface peuvent aussi être rehaussées au moment du traitement par incorporation d'un modèle numérique de terrain ou avec des images de composantes spectrales. Des expériences ont été conduites en Estrie afin de distinguer les tills des dépôts fluvioglaciaires ou glacio-lacustres. Il en résulte que l'imagerie la plus efficace dans le cas d'une analyse visuelle est l'infrarouge thermique diurne en automne quand les effets de l'insolation sur la topographie sont maximaux et où ceux des écarts d'albédo sont réduits.

Le Bassin d'Arcachon est caractérisé par des surfaces intertidales importantes (115 km² au total) qui sont colonisées en grande partie par des herbiers à zostères (Zostera noltii). L'enveloppe globale des herbiers constitue un indicateur de l'état écologique des eaux du bassin au sens de la Directive Cadre sur l'Eau (DCE). Elle est donc régulièrementcartographiée. Les herbiers présentent des variations saisonnières (croissance printanière et estivale) et annuelles. Ces dernières années, on a pu observer une diminution de la surface totale occupée par les zostères. Dans le cadre du développement d'un outil de suivi opérationnel (programme LITEAU2 QuaLiF), plusieurs approches basées sur l'utilisation de données de télédétection spatiales ont été expérimentées.Cette étude présente les résultats de l'application de l'indice de végétation normalisé (NDVI) à une série de scènes Spot acquises dans le cadre du programme Kalideos Littoral du Centre National d'Études Spatiales (CNES). Sur ces images satellites, il est possible de détecter les herbiers dans le proche infrarouge à marée basse. L'indice NDVI a donc été appliqué pour mesurer la dynamique temporelle du couvert. Le maximum de NDVI est observé en automne et son minimum en hiver. À l'échelle interannuelle, les cartes de NDVI Spot montrent une diminution récente de l'extension del'herbier, en particulier des zones de forte densité. Des mesures hyperspectrales de terrain et des photographies aériennes à basse altitude valident ces résultats et confirment l'utilité des données satellites à haute résolution spatiale pour la mise en oeuvre du suivi DCE.

Depuis un peu moins de dix ans, l’utilisation du drone se démocratise dans l’ensemble des secteurs d’activités, dont celui de l’archéologie. Après l’usage de l’imagerie embarquée par avion puis par satellite, le drone a amené une multiplication des usages par sa capacité à obtenir des clichés facilement, rapidement et de bonne qualité. On doit cette nouveauté à la miniaturisation des technologies embarquées et à la baisse du prix d’achat des appareils. Trois types de capteurs sont présentés dans l’article. D’abord, la caméra en vraies couleurs. Elle permet de prendre des photos dans le spectre du visible sous plusieurs angles de vue et à basse altitude. À partir de ces photos, il est envisageable de concevoir des restitutions numériques de vestiges nettoyées d’éléments du paysage inutiles pour l’étude des voies (fig. 1). Ensuite, la caméra multispectrale enregistre des images dans des spectres non visibles par l’oeil humain, dont le proche infrarouge, qui permet de révéler des anciennes voies par la mise en relief des différences de végétations. Enfin, le capteur lidar détecte des variations d’altitude si fines qu’il est devenu possible d’identifier des voies arasées, même en milieu autrefois inaccessibles comme les massifs forestiers (fig. 2). La recherche en archéologie viaire se saisit donc progressivement du drone pour détecter et enregistrer en 2D ou 3D des traces de voies anciennes laissées dans le paysage. Ce type de vestige étant encore trop peu protégé, la diffusion des documents réalisés à partir d’images prises par drone est un moyen de lutter pour sa sauvegarde.

Les recherches techniques récentes sur une peinture tardive de Rembrandt – Saül et David, vers 1655 – de la collection du Mauritshuis de La Haye ont livré des informations nouvelles sur l’état de la peinture et sur son aspect d’origine. On le sait, dans le passé, les deux figures ont été découpées puis rassemblées en réintégrant un large morceau de toile manquant au-dessus de la tête de David et en ajoutant d’étroites bandes sur les bordures supérieure, droite et inférieure. En outre, il est maintenant établi que la peinture est constituée de dix pièces de toile distinctes et qu’une bande de toile manque également à la jointure verticale des deux figures de Saül et David, ainsi qu’au bord inférieur. Beaucoup d’incertitude subsistait également concernant l’authenticité du rideau et l’étendue des repeints dans le fond séparant les deux figures. À cet égard, les techniques d’imagerie traditionnelles, comme la radiographie X et la réflectographie infrarouges (IRR) ont livré peu d’informations sur l’état des couches picturales. Les micro-analyses d’échantillons minutieusement choisis ont démontré l’authenticité du rideau et la présence de smalt, un pigment obtenu par broyage de verre teinté au cobalt qu’on ne retrouve pas dans les repeints. La collaboration récente avec les universités d’Anvers et de Delft, impliquant la technique de spectrométrie de fluorescence X, grâce à un nouveau scanner XRF portable, a fourni des cartes de répartition élémentaire de la zone du rideau située entre les deux figures. Les cartes de répartition du cobalt, du nickel, de l’arsenic et du potassium générées à partir d’éléments du smalt offrent pour la première fois une image du rideau original caché sous le repeint brunâtre et le vernis jauni.

La thermographie infrarouge permet de determiner les coefficients de transfert thermique sur une maquette en soufflerie a partir de la mesure de l'echauffement de ses parois. Dans le cas de la soufflerie hypersonique f4, la brievete de la rafale (t<100 ms) necessite l'utilisation d'un instrument fonctionnant a grande frequence image afin de fournir un nombre suffisant de cartes thermiques pour l'analyse des transferts convectifs. Un avant-projet d'imageur thermique fonctionnant a 400 images/seconde a ete elabore a l'onera a partir des specifications instrumentales et a permis de developper une camera utilisant une matrice de detecteurs hgcdte 64*64 dans la bande spectrale 3 m-5 m. L'ensemble des materiels et logiciels est decrit. On donne une estimation du rayonnement parasite des elements de la soufflerie et l'on etudie son influence sur la mesure photometrique. Apres avoir defini les differentes figures de merite photometriques et spatiales, on effectue la caracterisation metrologique de la camera pour differentes conditions d'utilisation avant et apres correction des inhomogeneites spatiales de la matrice. La resolution thermique mesuree est inferieure a 0. 1 k pour une dynamique de temperature de 50 k autour de 300 k. On demontre le fonctionnement de l'imageur a 400 hz en presentant une sequence d'images thermiques mettant en evidence l'evolution temporelle d'un evenement thermique rapide. Enfin l'instrument a ete teste dans la soufflerie f4

Au cours des dernières décennies, l’effort sur les applications de capteurs infrarouges a largement progressé dans le monde. Mais, une certaine difficulté demeure, en ce qui concerne le fait que les objets ne sont pas assez clairs ou ne peuvent pas toujours être distingués facilement dans l’image obtenue pour la scène observée. L’amélioration de l’image infrarouge a joué un rôle important dans le développement de technologies de la vision infrarouge de l’ordinateur, le traitement de l’image et les essais non destructifs, etc. Cette thèse traite de la question des techniques d’amélioration de l’image infrarouge en deux aspects, y compris le traitement d’une seule image infrarouge dans le domaine hybride espacefréquence, et la fusion d’images infrarouges et visibles employant la technique du nonsubsampled Contourlet transformer (NSCT). La fusion d’images peut être considérée comme étant la poursuite de l’exploration du modèle d’amélioration de l’image unique infrarouge, alors qu’il combine les images infrarouges et visibles en une seule image pour représenter et améliorer toutes les informations utiles et les caractéristiques des images sources, car une seule image ne pouvait contenir tous les renseignements pertinents ou disponibles en raison de restrictions découlant de tout capteur unique de l’imagerie. Nous examinons et faisons une enquête concernant le développement de techniques d’amélioration d’images infrarouges, et ensuite nous nous consacrons à l’amélioration de l’image unique infrarouge, et nous proposons un schéma d’amélioration de domaine hybride avec une méthode d’évaluation floue de seuil amélioré, qui permet d’obtenir une qualité d’image supérieure et améliore la perception visuelle humaine. Les techniques de fusion d’images infrarouges et visibles sont établies à l’aide de la mise en oeuvre d’une mise en registre précise des images sources acquises par différents capteurs. L’algorithme SURF-RANSAC est appliqué pour la mise en registre tout au long des travaux de recherche, ce qui conduit à des images mises en registre de façon très précise et des bénéfices accrus pour le traitement de fusion. Pour les questions de fusion d’images infrarouges et visibles, une série d’approches avancées et efficaces sont proposés. Une méthode standard de fusion à base de NSCT multi-canal est présente comme référence pour les approches de fusion proposées suivantes. Une approche conjointe de fusion, impliquant l’Adaptive-Gaussian NSCT et la transformée en ondelettes (Wavelet Transform, WT) est propose, ce qui conduit à des résultats de fusion qui sont meilleurs que ceux obtenus avec les méthodes non-adaptatives générales. Une approche de fusion basée sur le NSCT employant la détection comprime (CS, compressed sensing) et de la variation totale (TV) à des coefficients d’échantillons clairsemés et effectuant la reconstruction de coefficients fusionnés de façon précise est proposée, qui obtient de bien meilleurs résultats de fusion par le biais d’une pré-amélioration de l’image infrarouge et en diminuant les informations redondantes des coefficients de fusion. Une procédure de fusion basée sur le NSCT utilisant une technique de détection rapide de rétrécissement itératif comprimé (fast iterative-shrinking compressed sensing, FISCS) est proposée pour compresser les coefficients décomposés et reconstruire les coefficients fusionnés dans le processus de fusion, qui conduit à de meilleurs résultats plus rapidement et d’une manière efficace.
In recent decades, the endeavor on infrared sensor applications has been proceeding widely all through the world. But there are some problems, namely that the targets are not clear enough or cannot be distinguished easily in the image obtained for the observed scene. Infrared image enhancement has been playing a significant role of an early stage technology in infrared computer vision, image processing and non-destructive testing, etc. This thesis addresses the issue of infrared image enhancement techniques in two aspects, including the single infrared image processing in hybrid space-frequency domain, and the infrared-visible image fusion employing the nonsubsampled Contourlet transform (NSCT) technique. The image fusion can be considered as being the further exploration of the model of singe infrared image enhancement, while it combines the infrared and visible images altogether into one image to represent and protrude all useful information and characteristics from the source images, by reason that a single image could not contain all relevant or available information in terms of the restrictions stemming from any single sensor of imaging. After the investigation and review for the development of infrared image enhancement techniques, in the topic of single infrared image enhancement, a hybrid-domain enhancement scheme with a threshold-improved fuzzy evaluation method is proposed, which achieves superior image quality and human visual perception. Infrared and visible image fusion techniques are established upon the implementation of accurate registration for source images acquired by different sensors. The SURF-RANSAC algorithm is applied in the registration issue all through the entire research work, which ensures us to receive very precisely registered images and to benefit further for the fusion processing. For the infrared-visible image fusion issues, a series of advanced and effective approaches are proposed. A multi-channel NSCT-based standard fusion method is presented as a reference for the subsequently proposed fusion approaches. An Adaptive-Gaussian NSCT and Wavelet Transform (WT) based joint fusion scheme is proposed, which obtains better fusion outcomes than the general non-adaptive methods. A NSCT-based fusion approach employing compressed sensing (CS) and total variation (TV) to sample coefficients sparsely and reconstruct fused coefficients accurately is proposed, which receives much better fusion results through pre-enhancing the infrared image and decreasing the redundant fusion coefficients information. A NSCT-based fusion scheme using fast iterative-shrinking compressed sensing (FISCS) technique is proposed to compress the decomposed coefficients and reconstruct the fused coefficients in the fusion process, which is able to achieve better results more rapidly and effectively.

Ces dernières décennies, la détection précoce des incendies ainsi que la mise en place de réponses appropriées sont devenues des priorités de recherche. Étant donné que les images visibles et infrarouges utilisées indépendamment les unes des autres, ne peuvent pas fournir des informations claires et complètes, nous proposons dans ce travail de combiner ces deux types d’images avec une technique de fusion appropriée pour améliorer la qualité de la segmentation des incendies. L’image visible est d’abord pondérée avant d’être utilisée dans le processus de fusion. La valeur du poids optimal est estimée à partir de la moyenne de l’image visible avec un modèle polynomial de second ordre. Les paramètres de ce modèle sont optimisés par la méthode des moindres carrés à partir de la courbe des poids optimaux en fonction de la moyenne des images visibles. Enfin, une méthode de vote majoritaire basée sur des modèles d’apprentissage profond est utilisée pour promouvoir la qualité de la segmentation de région d’intérêt correspondant au feu. Une série d’expériences diverses ont été menées pour évaluer les capacités de détection d’incendie dans le cadre de la méthode proposée. Ces expériences incluent une évaluation de la performance de notre méthode non seulement en termes d’apparence visuelle, mais aussi selon un spectre de critères d’évaluation prédéfinis. Les expériences ont montré que le modèle proposé, qui inclut une étape de fusion d’images pondérée optimisée avant la segmentation, obtient un score Intersection over Union (IoU) élevé de plus de 94%
In recent decades the earlier fire detection, as well as the implementation of appropriate responses, have become research priorities. Since visible and infrared images can’t produce clear and complete information, in this work we propose to combine both of two images with an appropriate fusion technique to improve the quality of fire detection, segmentation, and localization. The visible image is at first weighted before being used in the fusion process. The value of the optimal weight is estimatedfrom the mean of the visible image with a second-order polynomial model. The parameters of this model are optimized with the least-squares method from the curve of optimal weights according to mean of visible images. Finally, a major voting method based on deep learning models is used. A series of diverse experiments have been conducted to evaluate the fire detection capabilities of the proposed framework. These experiments include an assessment of the framework’s performance not only with respect to its visual appearance but also across a spectrum of predefined evaluation criteria. The experiments showed that the proposed model, which includes an optimized weighted image fusion stage before segmentation, has a high score Intersection over Union (IoU) of more than 94 %

Les enjeux économiques et sécuritaires majeurs portant sur l'évaluation de la pérennité des systèmes de précontrainte dans les ouvrages d'art conduisent au développement de nouvelles méthodes d'auscultation. Ces travaux représentent la contribution du LGCgE au programme national de recherche ANR ACTENA sur l'auscultation des câbles tendus non-accessibles. Les objectifs de ce travail sont la détermination du tracé des câbles de précontrainte et la détection des zones de défauts d'injection par thermographie infrarouge active. Le premier chapitre rappelle le contexte de cette étude, ainsi que les travaux antérieurs. L'introduction d'un mode de chauffage par induction conduit à une indétermination sur la présence éventuelle de défaut. Afin de lever cet artefact, le deuxième chapitre introduit une méthode originale de traitement fréquentiel des thermogrammes bruts basée sur une approche systémique dans le domaine fréquentiel. Une modélisation par éléments finis des spécimens expérimentaux permet d'étudier la diffusion et d'élaborer les paramètres expérimentaux. Le troisième chapitre expose les résultats expérimentaux obtenus sur trois spécimens de poutres. La procédure de traitement fréquentiel est appliquée aux séries de thermogrammes bruts obtenus. Les résultats sont discutés et mettent en avant l'intérêt des images de phase. Une approche quantitative est appliquée aux résultats de thermographie infrarouge dans le quatrième chapitre. La méthode d'inversion présentée permet la détermination de la diffusivité thermique du béton d'enrobage ainsi que son épaisseur
The economical and security aspects of the durability of the prestressed concrete construction works lead to develop new non destructive testing methods. This work was developed within the framework of the ANR ACTENA French research project. The main arms are to contribute to the localization of prestressed tendon ducts or rebars and also to the detection of the poor filling defects. The context of this study and previous works are described in the chapter I. The introduction of an inductor heating provides a non uniformity of the heating. In order to avoid any misinterpretation of thermograms, a frequential method based on transfer functions is proposed in chapter II. A 3D numerical model of the experimental specimens is performed by finite element method. Chapter III shows experimental results for three concrete beam specimens. The frequential procedure is applied to the raw thermograms. The results are discussed and highlighted the interest of phase images. A quantitative approach is applied to infrared thermographical results in the chapter IV. Finally, an inverse method is proposed and allowed to the determination of thermal diffusivity and the thickness of the cover concrete

La thèse traite, de la conception à la réalisation, d'un simulateur d'images dans le domaine de l'infrarouge. Le choix de l'architecture, la sélection des modèles, l'implantation et l'interfaçage de ces modèles, la validation et l'étude de sensibilité du simulateur, voici toutes les étapes qui ont été abordées durant cette thèse. La simulation de ces images est basée sur la synthèse. Cette approche nécessite la modélisation de tous les phénomènes physiques qui influent sur le signal à la surface. Nous avons tout d'abord répertorié les phénomènes physiques qui influent sur la luminance spectrale, puis nous en avons négligé certains en fonction de nos spécifications. Les phénomènes restants ont été modélisés. Cela concerne par exemple les flux solaire et atmosphérique reçus, la conduction de chaleur en profondeur, le flux de chaleur latente, etc. La littérature étant riche en modèles, une sélection a été réalisée sur des critères de représentativité physique, simplicité de mise en oeuvre et nombre de paramètres minimal. A la suite de cette sélection, les modèles ont été implantés et interfacés. SPIRou, le logiciel résultant de cette implantation, est maintenant opérationnel. II a été validé à l'aide de campagnes de mesures telles que HAPEX-MOBILHY, EFEDA, et une étude de sensibilité a été menée. II permet de déterminer pour une application particulière : les bandes spectrales d'étude, les heures d'observation, les conditions d'éclairement, les conditions météorologiques et le type de cibles. II peut être utilisé pour des applications telles que la spécification de missions, la formation à la compréhension et à l'interprétation de l'imagerie infrarouge et à la validation d'algorithmes d'exploitation.

Les caméras infrarouges modernes permettent d’accéder à la mesure de champs thermiques et de leur évolution temporelle. Le traitement d’images obtenues permet d’analyser la signature thermique d’objets mobiles ou de fluides en écoulement. Dans ce contexte nous avons fait l’étude de trois expériences différentes. La première consiste à suivre des billes mobiles et à évaluer leurs coefficients d’échanges thermiques avec l’environnement par l’estimation de temps caractéristiques. Dans le deuxième cas, nous faisons une comparaison entre deux fluides qui s’écoulent dans un microcanal, afin de déterminer les variations relatives des propriétés thermiques. La dernière application consiste à réaliser une cartographie de diffusivité thermique avec une source de chaleur mobile
The modern infrared cameras allow the measurement of thermal fields and their temporal evolution. Infrared images processing is suitable to analyze the thermal signature of moving objects or fluid flows. In this context, we made the study of three different experiments. The first one is relative to infrared tracking of randomly moving balls and then estimate their thermal exchanges with the environment by the estimation of some characteristic time. In the second case we made a comparison between two fluids which flow inside a microchannel in order to determine the relative changes of thermal properties. The last application was to estimate a thermal diffusivity field with a mobile heat source

On regroupe sous l’expression navigation autonome l’ensemble des méthodes visantà automatiser les déplacements d’un robot mobile. Les travaux présentés seconcentrent sur la problématique de la localisation en milieu extérieur, urbain etpériurbain, et approchent la problématique de la localisation visuelle soumise à lafois à un changement de capteurs (géométrie et modalité) ainsi qu’aux changementsde l’environnement à long terme, contraintes combinées encore très peu étudiéesdans l’état de l’art. Les recherches menées dans le cadre de cette thèse ont porté surl’utilisation exclusive de capteurs de vision. La contribution majeure de cette thèseporte sur la phase de description et compression des données issues des images sousla forme d’un histogramme de mots visuels que nous avons nommée PHROG (PluralHistograms of Restricted Oriented Gradients). Les expériences menées ont été réaliséessur plusieurs bases d’images avec différentes modalités visibles et infrarouges. Lesrésultats obtenus démontrent une amélioration des performances de reconnaissance descènes comparés aux méthodes de l’état de l’art. Par la suite, nous nous intéresseronsà la nature séquentielle des images acquises dans un contexte de navigation afin defiltrer et supprimer des estimations de localisation aberrantes. Les concepts d’un cadreprobabiliste Bayésien permettent deux applications de filtrage probabiliste appliquéesà notre problématique : une première solution définit un modèle de déplacementsimple du robot avec un filtre d’histogrammes et la deuxième met en place un modèleplus évolué faisant appel à l’odométrie visuelle au sein d’un filtre particulaire.123
Autonomous navigation field gathers the set of algorithms which automate the moves of a mobile robot. The case study of this thesis focuses on the outdoor localisation issue with additionnal constraints : the use of visual sensors only with variable specifications (geometry, modality, etc) and long-term apparence changes of the surrounding environment. Both types of constraints are still rarely studied in the state of the art. Our main contribution concerns the description and compression steps of the data extracted from images. We developped a method called PHROG which represents data as a visual-words histogram. Obtained results on several images datasets show an improvment of the scenes recognition performance compared to methods from the state of the art. In a context of navigation, acquired images are sequential such that we can envision a filtering method to avoid faulty localisation estimation. Two probabilistic filtering approaches are proposed : a first one defines a simple movement model with a histograms filter and a second one sets up a more complex model using visual odometry and a particules filter

L’émission accidentelle de gaz sur des sites industriels ou l’utilisation d’armes chimiques peuvent avoir des conséquences dramatiques. Bertin Technologies commercialise une caméra multispectrale infrarouge utilisant un détecteur non-refroidi appelée Second Sight permettant de détecter de nombreux gaz. Cependant, l’acquisition temporelle des images spectrales est un frein pour une utilisation sur porteurs mobiles (véhicules, drones…). L’objet de la thèse a donc été d’étudier plusieurs concepts de caméras multispectrales à acquisition simultanée utilisant un seul détecteur non-refroidi. J’ai travaillé sur deux concepts d’architectures optiques : une architecture basée sur l’utilisation d’un kaléidoscope et une architecture multivoies inspiré de l’architecture TOMBO. L’architecture kaléidoscope a l’avantage d’utiliser de manière optimale le détecteur pour de fortes ouvertures et pour une grande variété de champs de vue. Elle est cependant encombrante et la fonction multispectrale reste délicate à intégrer. L’architecture multivoie, quant à elle, est très compacte et facilement adaptable à des applications multispectrales mais un compromis entre le champ de vue et l’ouverture doit être trouvé. Nous avons choisi cette architecture comme successeur de la Second Sight et j’ai pu réaliser un démonstrateur. Enfin, un modèle radiométrique a été développé pour comparer les différentes caméras et j’ai montré que la caméra TOMBO pouvait avoir de meilleures performances que la Second Sight grâce à l’acquisition simultanée des images multispectrales
The accidental emission of gas in an industrial platform or the use of chemical weapons can have dramatic consequences. Bertin Technology commercialize an infrared multispectral camera using an array of uncooled detectors and called Second Sight allowing the detection of numerous gas. However, the temporal acquisition of spectral images is a limitation for a use on mobile platforms (vehicles, drones...). Therefore, the purpose of my PhD was to study several concepts of snapshot multispectral cameras using a single array of uncooled detectors. I worked on two concepts of optical architectures: a kaleidoscope-based design and a multichannel design inspired by the TOMBO architecture. The kaleidoscope-based camera can use optimally the focal plane array while having an important aperture and a great range of Fields of View. However, it has an important footprint and the implementation of the multispectral function is not obvious. By comparing, the multichannel architecture can be very compact and easily adaptable for multispectral applications but a compromise between its aperture and its Field Of View is necessary. Following these studies, the TOMBO multichannel design was chosen as the successor of the Second Sight and I could make a first demonstrator. Finally, a radiometric model was developed to compare the different cameras and I showed that the TOMBO camera could have better performances than the Second Sight thanks to its snapshot feature

La mesure de champs de température sans contact est un paramètre clé pour l'optimisation et le contrôle des procédés. Les systèmes actuels présentent des limitations, particulièrement sur des surfaces hétérogènes et/ou dans des conditions dynamiques pouvant entraîner une altération de la surface. Ces restrictions sont causées par la méconnaissance de l'émissivité de la surface qui est une fonction complexe de nombreuses grandeurs physiques (température, longueur d'onde, rugosité, direction de détection). La thèse présentée propose le développement complet d'une nouvelle méthode de mesure de champs de température vraie, dénommée THERMOREFLECTOMETRIE, applicable sur tout type de matériaux opaques, dans la gamme [300-1000]°C. Elle permet la mesure en ligne de l'émissivité par le couplage d'une étape classique de THERMOGRAPHIE avec une étape de REFLECTOMETRIE laser. La démarche adoptée consiste premièrement en l'analyse critique de la méthode et de ses facteurs d'influence, ainsi que du dimensionnement optimal des éléments par des études en simulations. Ensuite un prototype opérationnel est mis en oeuvre et ses défauts sont caractérisés, du point de vue d'un système de type CAMERA, et les corrections nécessaires sont mises en place. Enfin, les performances expérimentales sont évaluées sur des scènes thermiques complexes et hétérogènes qui mettent en évidence la bonne précision du prototype pour tous les échantillons testés.

La thèse porte sur la cratérisation par télédétection de la température et de la concentration d’un nuage de gaz. La thermographie infrarouge est le moyen passif utilisé pour détecter dans un premier temps et quantifier dans un deuxième temps le gaz recherché. Après avoir analysé des paramètres intervenant dans l’équation de transfert radiatif de gaz, l’étude présente le résultat de simulation de plusieurs sources (moteurs, fuite de gaz,…).Différentes voies d’amélioration de l’imagerie donnée par une caméra sont proposées : filtrage optique à une ou deux longueurs d’onde, filtrage temporel par analyse des fréquences. Un appareillage hyperspectral a aussi été développé à partir de la conjugaison d’un spectromètre à transformée de Fourier ayant pour «détecteur» une caméra matricielle sensible dans l’infrarouge. L’ensemble des solutions proposées permet de gagner un facteur 10 à 50 sur la détection de sources. Un exemple quantitatif est en fin proposé : la détermination du volume de CO2 expiré par un sportif pendant un effort fourni. Ce volume augmente au cours de l’effort. Ce travail conduit donc à des applications de mesures sans contact en biométrie
The thesis focuses on the cratering of the temperature and the concentration of a gas cloud. The Infrared thermography is the means used at first to detect passive and second step in quantifying the target gas. After analyzing the parameters involved in the equation of radiatif transfer of gas, the study presents the simulation result from several sources (engines, gas leak ...). Different ways of improvement of imaging data by a camera are available : optical filtering in one or two wavelengths, temporal filtering by frequency analysis. hyperspectral equipment was also developed from the combination of a Fourier transform spectrometer with the "detector" a matrix camera sensitive in the infrared. All solutions can save a factor of 10 to 50 on the detection of sources. A quantitative example is finally proposed : determining the volume of CO2 exhaled by an athlete during an effort. This volume increases during exercise. This work therefore leads to non-contact measurement applications in biometrics

Les moyens d’observation en astronomie n’ont cessé d’évoluer au fil des siècles. L’utilisation de réseaux de télescopes permet aujourd’hui d’avoir des détails de plus en plus fins dans les images obtenues (grande résolution). Dans ce contexte, le projet ALOHA propose une approche totalement originale consistant à changer la couleur de la lumière de l’objet observé au niveau de chaque télescope du réseau avant de la détecter. Cela permet d’éviter d’utiliser des systèmes de cryogénie très coûteux et complexes nécessaires lors de la collecte de lumière moyen et lointain infrarouge. Ce document présente quelques éléments sur nos activités de recherche sur le projet ALOHA.