Contributions à la segmentation d'image et de nuages de points. Application à l'analyse de scènes urbaines
Résumé
Ce document présente une synthèse des activités de recherche que j'ai menées depuis
mon arrivée au Centre de Morphologie Mathématique (CMM) de MINES Paristech, à
Fontainebleau, en 1998. Le CMM est un laboratoire d'analyse d'images créé en 1967,
fondateur de la théorie éponyme. Le CMM a contribué à la croissance et la dissémination
du corpus théorique et algorithmique de la morphologie mathématique. Ses activités s'articulent autour de l'enseignement, de la recherche et de collaborations avec
l'industrie. Toujours motivée par les applications industrielles, la recherche au CMM
a produit une expertise originale et efficace dans de nombreux domaines (multimédia,
science des matériaux, électronique, biologie, médecine, contrôle industriel, etc.). Ces
domaines d'application fournissent un riche terrain d'expérimentation pour le développement
de nouveaux concepts et outils. Comme on verra dans ce mémoire, mon
activité au CMM correspond parfaitement au modèle de fonctionnement du centre,
avec des contributions aussi bien dans l'enseignement que dans la recherche académique
et partenariale. La plupart de ces travaux ont été réalisés en collaboration avec
des étudiants en thèse ou post-doctorants.
Ce mémoire comprend deux parties. La première, décrite dans le chapitre 1, porte
sur la segmentation morphologique à l'aide de graphes et s'inscrit dans la continuité
des axes de recherche historiques du centre. Les apports principaux concernent l'utilisation
d'une hiérarchie de partitions dans un contexte de segmentation interactive,
l'utilisation de l'arbre de poids minimum pour accélérer les procesus de segmentation
fondés sur la ligne de partage des eaux et la proposition des opérateurs de segmentation
intrinsèquement multi-échelle ainsi que leur implementation rapide à l'aide de l'arbre
des maxima. La deuxième partie de ce manuscrit, détaillée dans le chapitre 2, porte sur
l'analyse de scènes urbaines que nous avons développée depuis 2006. Nous détaillons
ces travaux par la richesse, diversité et maturité des approches proposées. La stratégie
qui consiste à appliquer la morphologie mathématique à une image d'élévation s'est
révélée efficace aussi bien en termes de qualité de résultats que de temps de calcul,
par rapport à l'état de l'art. Elle constitue une nouvelle thématique au CMM avec des
perspectives de développement intéressantes.
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