Analyse et description de la morphologie foliaire : application ? la classification et l'identification d'esp?ces de plantes

par Olfa Mzoughi

Thèse de doctorat en Signal et images

Sous la direction de Nozha Ben Hajel-Boujemaa et de Ezzeddine Zagrouba.

Le président du jury était Mohamed Mohsen Gammoudi.

Le jury était composé de Itheri Yahiaoui.

Les rapporteurs étaient Imed Riadh Farah, Salvatore-Antoine Tabbone.


  • Résumé

    De nos jours, l?identification automatique des esp?ces de plantes par l?analyse d?images, devient incontournable pour faire perdurer, standardiser voire approfondir les connaissances relatives ? la communaut? v?g?tale. Cette th?se aborde le probl?me d?identification automatique des esp?ces de plantes en utilisant les images de feuilles. Elle s?attaque ? deux principaux challenges: Le premier challenge est le grand nombre et la large variabilit? de la morphologie foliaire des esp?ces et le deuxi?me challenge est la variabilit? intra-esp?ces qui se manifeste localement au niveau de r?gions particuli?res des feuilles. Pour pallier ? ces deux probl?mes, un retour ? la botanique et notamment aux concepts botaniques foliaires a ?t? ?tabli pour d?finir une structuration automatique des feuilles ? deux niveaux: Le premier niveau concerne un sch?ma de cat?gorisation selon les deux concepts botaniques ?arrangement? et ?lobation?. Le deuxi?me niveau consiste ? d?finir les parties s?mantiques qui composent la feuille. L?approche de la th?se s?articule autour de deux principaux volets: Dans le premier volet, nous nous int?ressons ? mettre en place cette structuration guid?e par la s?mantique botanique en d?finissant des propri?t?s g?om?triques simples corr?l?es avec les d?finitions et les observations botaniques. Dans le deuxi?me volet, nous ?tudions la faisabilit? et la pertinence d?int?grer cette structuration dans la cha?ne d?identification. Particuli?rement, nous ?tablissons des recherches cibl?es dans les cat?gories et nous d?finissons des mod?les de parties ? significations botaniques. Nous ?tablissons notre ?valuation sur les deux bases d?images de Scans de feuilles ImageCLEF 2011 et ImageCLEF 2012. Nous comparons notre approche par rapport ? un sch?ma d?identification de r?f?rence, appliqu? sur la totalit? de la base et en utilisant l?image enti?re, et par rapport ? plusieurs m?thodes r?f?renc?es dans la litt?rature.

  • Titre traduit

    Analysis and description of leaf morphology : application to the classification and identification of plant species


  • Résumé

    Nowadays, automatic identification of plant species, by image analysis, has become crucial to maintain, standardize or deepen knowledge about the plant community. This thesis focus on the problem of automatic identification of plant species using leaf images. It addresses two main challenges: The first challenge is the large number and the high variability in foliar morphology across species. The second challenge is the intra-species variability which occurs locally at particular regions of leaves. To overcome these two problems, a return to botany and especially to leaf botanical concepts is established in order to define an automatic structuring of leaves at two levels: The first level concerns a categorisation scheme according to the botanical concepts ?arrangement? and ?lobation". The second level consists in decomposing leaves into semantic parts. The approach of the thesis is based on two key parts: In the first part, we focus on establishing this botanical-based structuring process by defining simple geometric properties correlated with botanical definitions and observations. In the second part, we investigate the feasibility and opportunities to integrate this structuring process in the identification scheme. Particularly, we make targeted researches in categories and we define specific part-based models.Experiments are conducted using the ImageCLEF 2011 and 2012 Scan images leaf databases. We compare our approach with respect to the reference identification scheme, applied on the whole databaseand using the entire images, and with respect to several methods referenced in the literature.


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