Contributions en optimisation topologique : extension de la méthode adjointe et applications au traitement d'images

De nos jours, l'optimisation topologique a été largement étudiée en optimisation de structure, problème majeur en conception de systèmes mécaniques pour l'industrie et dans les problèmes inverses avec la détection de défauts et d'inclusions. Ce travail se concentre sur les approches de dérivées topologiques et propose une généralisation plus flexible de cette méthode rendant possible l'investigation de nouvelles applications. Dans une première partie, nous étudions des problèmes classiques en traitement d'images (restauration, inpainting), et exposons une formulation commune à ces problèmes. Nous nous concentrons sur la diffusion anisotrope et considérons un nouveau problème : la super-résolution. Notre approche semble meilleure comparée aux autres méthodes. L'utilisation des dérivées topologiques souffre d'inconvénients : elle est limitée à des problèmes simples, nous ne savons pas comment remplir des trous ... Dans une seconde partie, une nouvelle méthode visant à surmonter ces difficultés est présentée. Cette approche, nommée voûte numérique, est une extension de la méthode adjointe. Ce nouvel outil nous permet de considérer de nouveaux champs d'application et de réaliser de nouvelles investigations théoriques dans le domaine des dérivées topologiques.Nowadays, topology optimization has been extensively studied in structural optimization which is a major interest in the design of mechanical systems in the industry and in inverse problems with the detection of defects or inclusions. This work focuses on the topological derivative approach and proposes a more flexible generalization of this method making it possible to address new applications. In a first part, we study classical image processing problems (restoration, inpainting), and give a common framework to theses problems. We focus on anisotropic diffusion and consider a new problem: super-resolution. Our approach seems to be powerful in comparison with other methods. Topological derivative method has some drawbacks: it is limited to simple problems, we do not know how to fill holes, ... In a second part, to overcome these difficulties, an extension of the adjoint method is presented. Named the numerical vault, it allows us to consider new fields of applications and to explore new theoretical investigations in the area of topological derivative

Fractional-order diffusion for image reconstruction

International audienceIn this paper, a general framework based on fractional-order partial differential equations allows to solve image reconstruction problems. The algorithm presented in this work combines two previous notions: a fractional derivative implementation by Discrete Fourier Transform and the edge detection by topological gradient. The purpose of the paper is to extend some existing results in image denoising problem with fractional-order diffusion equations and presents new results in image inpainting. The results emphasize the importance of particular fractional-orders

Localisation à partir de données laser d'un robot naviguant autour d'un avion

National audienceThis article discusses the pose estimation of the mobile platform Air-Cobot relative to the aircraft around which it operates. Autonomous and collaborative, this robot inspects aircrafts. It is equipped with distance sensors laser scans. The presented localization methods have been successfully tested in a real environment.Cet article traite du calcul de la pose de la plateforme mobile Air-Cobot par rapport à l'avion autour duquel elle évolue. Autonome et collaboratif, ce robot inspecte des aéronefs. Il est équipé de capteurs de distance à balayage laser. Les méthodes de localisation présentées ont été testées avec succès en environnement réel

Détection d'amers visuels pour la navigation d'un robot autonome autour d'un avion et son inspection

National audienceThis article discusses the detection of visual features for the navigation of the platform Air-Cobot around an aircraft. This autonomous mobile and collaborative robot is dedicated to the inspection of airplane. A new visual detection and inspection approach is proposed.Cet article traite de la détection d'amers visuels pour la navigation de la plateforme robotique Air-Cobot autour d'un avion. Ce robot mobile autonome et collaboratif est dédié à l'inspection des aéronefs. Une nouvelle méthode de détection et d'inspection visuelle est proposée

Structure tensor based analysis of touching grain kernels for visual grading

Automatic visual grading of seed lots with a high density of touching grain kernels is a challenging problem. The structure tensor is a simple and robust descriptor that was developed to analyze textures orientation. Contrarily to segmentation methods which rely on an object based modelling of images, the structure tensor views the sample at a macroscopic scale, like a continuum. Thanks to this tool, it is possible to extract useful information on the orientation of grain kernels even in a bulk. Knowing the rough orientation of a grain kernel could provide an initialization for segmentation techniques. The comparative results with ground truth orientations on four different grain kernels demonstrate the ability of the structure tensor to detect the seed orientations

The extended adjoint method

International audienc

Edge detection and image restoration with anisotropic topological gradient

International audienceTopological asymptotic analysis provides tools to detect edges and their orientation. The purpose of this article is to show the possibilities of anisotropic topological gradient in image restoration. Previous methods based on the topological gradient used isotropic diffusion to restore images. These methods are improved here by using anisotropic diffusion and differentiating between principal and secondary edges. A texture detector is also used to increase the diffusion outside textured regions. Numerical results are presented, including a comparison with the Non-Local Means method. The algorithms presented here lead to results similar to the Non-Local Means (in terms of quality), and shorter processing times

Contributions en optimisation topologique (extension de la méthode adjointe et applications au traitement d'images)

TOULOUSE3-BU Sciences (315552104) / SudocSudocFranceF

3D scanner positioning for aircraft surface inspection

International audienceThe French Air-Cobot project aims at improving preflight maintenance as well as providing a traceability of the performed checks. A collaborative mobile robot has been built in order to carry out those tasks. The robot is able to navigate autonomously around the aircraft and perform non-destructive testing thanks to several sensors. More precisely, in this paper we focus on how to obtain a correct position of the 3D scanner fixed on a scissor with respect to the aircraft. It acquires 3D data which is analyzed to process surface inspection. The functional safety of the scissor is based on automatic visual checking of some cues. The full process demonstrates the feasibility of integrating 3D sensor on a mobile platform in safe conditions

Détection de courants marins côtiers à partir de séquences vidéo*

Les courants marins à proximité d’une côte contrôlent le transport de sédiment et son évolution. Or leur estimation par des instruments sur site est difficile et coûteuse. Les systèmes de télédétection reposant sur des observations constituent une alternative prometteuse lorsque la mousse dérivante laissée après le passage de vagues déferlantes est visible. Pourtant, seules quelques méthodes ont été proposées à ce jour dans la littérature. Dans cet article, nous décrivons deux nouvelles méthodes : l’une basée sur les images vidéos considérées dans leur globalité et l’autre basée sur des timestacks le long de la côte. La première approche est une extension de la méthode Particle Image Velocimetry (PIV). La seconde approche produit une estimation de la composante parallèle à la côte des courants de surface en utilisant la transformée de Radon sur des séries temporelles de données en une dimension. Cette dernière nécessite moins de données. Les vidéos utilisées dans cet article proviennent d’une campagne menée sur la zone de l’embouchure de Mataquito dans la région de Maule au Chili. Elles font partie d’une étude sur l’évolution côtière de la zone de Mataquito après le tsunami chilien de 2010. Une comparaison a été également réalisée avec les mesures d’un courantomètre prises lors de la campagne du Truc Vert de 2008 en Aquitaine, France. Elle a eu lieu lors d’une tempête qui a provoqué l’évolution d’une barre sableuse