Investigating carbon materials nanostructure using image orientation statistics

International audienceA new characterization method of the lattice fringe images of turbostratic carbons is proposed. This method is based on the computation of their orientation field without explicit detection of fringes. It allows meaningful insights into the material nanostructure and nanotexture at several scales, either qualitatively or quantitatively. The calculation of pairwise spatial statistics of the orientation field at short distance provides measurements of the coherence lengths along any direction, in particular along and orthogonally to the layers. These statistics also allow representing orientation coherence patterns typical of the observed nanostructure. At larger distances, the mean disorientation of the fringes is computed and information about the homogeneity of the sample is obtained. An experimental validation is carried out on various artificial images and an application to the characterization of four bulk turbostratic carbons is provided

Texture and color segmentation based on the combined use of the structure tensor and the image components

International audienceIn this paper, we propose a novel segmentation scheme for textured gray-level and color images based on the combined use of the local structure tensor and the original image components. The structure tensor is a well-established tool for image segmentation and has been successfully employed for unsupervised segmentation of textured gray-level and color images. The original image components can also provide very useful information. Therefore, a combined segmentation approach has been designed that combines both elements within a common energy minimization framework. Besides, an original method is proposed to dynamically adapt the relative weight of these two pieces of information. Quantitative experimental results on a large number of gray-level and color images show the improved performance of the proposed approach, in comparison to several related approaches in recent studies. Experiments have also been carried out on real world images in order to validate the proposed method. r 2007 Elsevier B.V. All rights reserved

Analyse / synthèse de champs de tenseurs de structure : application à la synthèse d’images et de volumes texturés

This work is a part of the texture synthesis context. Aiming to ensure a faithful reproduction of the patterns and variations of orientations of the input texture, a two-stage structure/texture synthesis algorithm is proposed. It consists of synthesizing the structure layer showing the geometry of the exemplar and represented by the structure tensor field in the first stage, and using the resulting tensor field to constrain the synthesis of the texture layer holding more local variations, in the second stage. An acceleration method based on the use of Gaussian pyramids and parallel computing is then developed.In order to demonstrate the ability of the proposed algorithm to faithfully reproduce the visual aspect of the considered textures, the method is tested on various texture samples and evaluated objectively using statistics of 1st and 2nd order of the intensity and orientation field. The obtained results are of better or equivalent quality than those obtained using the algorithms of the literature. A major advantage of the proposed approach is its capacity in successfully synthesizing textures in many situations where traditional algorithms fail to reproduce the large-scale patterns.The structure/texture synthesis approach is extended to color texture synthesis. 3D texture synthesis is then addressed and finally, an extension to the synthesis of specified form textures using an imposed texture is carried out, showing the capacity of the approach in generating textures of arbitrary forms while preserving the input texture characteristics.Cette thèse s’inscrit dans le contexte de la synthèse d’images texturées. Dans l’objectif d’assurer une reproduction fidèle des motifs et des variations d’orientations d’une texture initiale, un algorithme de synthèse de texture à deux étapes « structure/texture » est proposé. Il s’agit, dans une première étape, de réaliser la synthèse d’une couche de structure caractérisant la géométrie de l’exemplaire et représentée par un champ de tenseurs de structure et, dans une deuxième étape, d’utiliser le champ de structure résultant pour contraindre la synthèse d’une couche de texture portant des variations plus locales. Une réduction du temps d’exécution est ensuite développée, fondée notamment sur l’utilisation de pyramides Gaussiennes et la parallélisation des calculs mis en oeuvre.Afin de démontrer la capacité de l’algorithme proposé à reproduire fidèlement l’aspect visuel des images texturées considérées, la méthode est testée sur une variété d’échantillons de texture et évaluée objectivement à l’aide de statistiques du 1er et du 2nd ordre du champ d’intensité et d’orientation. Les résultats obtenus sont de qualité supérieure ou équivalente à ceux obtenus par des algorithmes de la littérature. Un atout majeur de l’approche proposée est son aptitude à synthétiser des textures avec succès dans de nombreuses situations où les algorithmes existants ne parviennent pas à reproduire les motifs à grande échelle.L’approche de synthèse structure/texture proposée est étendue à la synthèse de texture couleur. La synthèse de texture 3D est ensuite abordée et, finalement, une extension à la synthèse de texture de forme spécifiée par une texture imposée est mise en oeuvre, montrant la capacité de l’approche à générer des textures de formes arbitraires en préservant les caractéristiques de la texture initiale

Segmentación de imágenes basada en color y textura

En esta tesis se presenta un método para la segmentación de imágenes naturales basado en la técnica de crecimiento de regiones, que toma en consideración la información de color y textura adaptándose a la percepción humana. Para ello reinterpreta el tradicional algoritmo de crecimiento de regiones de forma que la condición de pertenencia y de parada estén determinadas por la distancia perceptiva entre colores, siendo ambas adaptativas y automáticamente ajustadas. De ahí surge la idea de crecimiento de regiones multipaso con condición de pertenencia controlada por textura, extendido a K dimensiones, siendo K el número de colores de referencia encontrados en la zona deseada, como se explicará posteriormente a lo largo de la tesis. Las novedades aportadas en el marco de la segmentación de imágenes en color son: Nuevo algoritmo K-means adaptado a la percepción humana. Nuevo algoritmo de segmentación de imágenes en color mediante crecimiento de regiones adaptado a la percepción humana. Inclusión de información de textura en el método de segmentación. Así mismo, el algoritmo ha sido integrado en una interfaz gráfica amigable para facilitar su uso a personas ajenas al mundo del tratamiento de imágenes