Correction des Effets de Relief en Spectro-imagerie Aéroportée - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2018

Correction of the Effects of Relief for Airborne Hypersectral Imaging

Correction des Effets de Relief en Spectro-imagerie Aéroportée

Abstract

We present a pipeline of algorithms applied to the images of an imaging static Fou- rier transform spectrometer (ISFTS), and more generally to windowing hyperspectral instruments. Those instruments measure hyperspectral cubes that can become flawed if the induced parallax error between the images is not corrected using a digital elevation model (DEM). The latter is generally not known. We surmise that the many images of the interferometric cube could be used in order to compute the DEM. What we aim to achieve in this thesis is therefore to compute the DEM of a given scene from the images of an ISFTS. We are faced with several difficulties. Firstly, the instrument provides images of the scene on which a fixed interference figure is superimposed. Secondly, the observed disparities between two consecutive images of the sequence are less than a hundredth of a pixel, which calls for sharp subpixel processing. We tackle the problem of interference fringes by ridding ourselves of them through image decomposi- tion. To this purpose we propose two models : an additive model and a multiplicative one. In order to take advantage of the redundancy of information on the images and handle subpixel disparities, we use the epipolar plane images to obtain a precise sparse disparity map. One important assumption to be able to use this method is that all camera centers should be aligned. This is not a given in airborne acquisitions, and so we study the influence of trajectory fluctuations on the disparity measure. Finally, in order to obtain a dense height map, we densify the sparse values by minimising a functional using graphcuts.
Cette thèse présente une série de traitements pour des spectro-imageurs aéroportés à trame défilante. Ces instruments acquièrent des séquences denses d’images qui forment un cube hyperspectral. Toutefois, en présence de relief sur la scène, l’erreur de parallaxe entre les différentes images de la séquence génère des erreurs dans le cube si les images ne sont pas corrigées avec un modèle numérique d’élévation (MNE). Ce dernier étant en général inconnu, on peut se servir du cube hyperspectral, doté de nombreuses images de la scène, à des fins de stéréoscopie. L’objectif de cette thèse est donc de calculer le MNE de la scène survolée à partir des images de l’instrument. Cette tâche présente deux principales difficultés. La première concerne les disparités observées entre deux clichés successifs, qui sont inférieures au centième de pixel. La seconde concerne l’instrument auquel sont appliqués ces traitements. Il s’agit d’un spectro-imageur à transformée de Fourier statique, qui restitue sur chaque image une figure d’interférences fixe. Nous proposons donc d’abord de décomposer l’image afin d’enlever les franges d’interférence, qui perturbent les traitements stéréoscopiques. Pour cela deux modèles de décomposition sont traités : l’un additif, et l’autre multipli- catif. Nous utilisons ensuite les images des plans épipolaires (EPI) pour obtenir une carte de disparité éparse. Cette méthode nécessite que tous les sommets de prise de vue soient colinéaires, ce qui n’est pas tout à fait vérifié en image- rie aéroportée. Nous étudions donc l’impact de ces erreurs de trajectoire sur la mesure de disparité. Enfin, pour obtenir un modèle numérique de surface continu, nous densifions la carte éparse par une minimisation d’énergie par graphcut adaptée au cas multi-vues et sous-pixellique.
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Dates and versions

tel-01915693 , version 1 (07-11-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01915693 , version 1

Cite

Clara Barbanson-Graziussi. Correction des Effets de Relief en Spectro-imagerie Aéroportée. Traitement du signal et de l'image [eess.SP]. Telecom ParisTech, 2018. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01915693⟩
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