Modélisation de la chaîne d'acquisition des images : application à des solutions innovantes

Modeling image acquisition workflow : application to innovative solutions

• Auteur / Autrice : Christophe Destruel
• Direction : William Puech
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 19/10/2020
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique, de robotique et de micro-électronique (Montpellier ; 1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Marianne Huchard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : William Puech, Marianne Huchard, Jean-Pierre Jessel, Florent Retraint, Roseline Bénière
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Jessel, Florent Retraint

Mots clés

Mots clés contrôlés

Authentification

Fonction de transfert optique

Mots clés libres

Qualité image

Ftm

Bruit

Mnt

Authentification

Image quality

Mtf

Noise

Dem

Authentication

Résumé

Cette thèse présentée dans le cadre de la validation des acquis de l'expérience s'inspire de la modélisation de la chaîne d'acquisition des images pour proposer des solutions innovantes aux différents sujets qui ont été abordés.Le premier sujet s'intéresse à la géométrie des dispositifs de capture d'images, notamment spatiaux et aériens, pour enrichir un modèle 3D. Cet ajout s'appuie sur la géométrie et la radiométrie des images capturées pour accroitre les informations disponibles par la fusion d'un MNT avec des modèles exogènes et la texturation automatique des facettes par les meilleures images disponibles. Les problématiques de visualisation de ces données ont également été abordées, que ce soit sous forme 3D (navigation virtuelle) ou 2D (images stéréoscopiques). Le second s'appuie sur un modèle radiométrique de la chaîne image, et plus particulièrement sur la modélisation en optique de Fourier, pour proposer un nouveau code graphique 2D, sensible aux phénomènes intervenant lors des processus de impression/numérisation. Cette sensibilité a été optimisée pour permettre aux outils proposés de distinguer un document original de ses photocopies. Ce code est conçu pour être imprimable sur n'importe quel appareil de bureau, utilisant des encres standards et contrôlable par un dispositif portable courant.Enfin le troisième utilise le bruit inhérent à tout capteur d'images pour détecter automatiquement une photographie ayant subi une altération pouvant traduire une falsification. Une nouvelle métrique ainsi qu'une méthode adaptée ont été proposées en s'appuyant sur la couleur du bruit et sur un parcours par fenêtres variables. La zone ayant subi une altération est soulignée afin de faciliter l'intervention d'un éventuel opérateur.Les méthodes mises au point ainsi que les résultats obtenus sont décrits et détaillés dans ce document organisé de manière chronologique et s'appuyant sur la chaîne image qui est le lien permanent entre ces travaux.

This PhD thesis focus on how the model of the image acquisition workflow can be used to propose new approachs to several research topics. In this work, we show how to apply this model to propose innovative solutions to three different fields of application.The first application is related to the geometry of capture devices, mainly spatial and aerial, used to produce images in order to enhance a 3D model. This enhancement, which increase the available information, is realized considering both geometric and radiometric aspects: classic DEM is enhanced by real 3D models which are fully textured by the best available images. In this work we cut the geometric triangles in radiometric faces to ensure the quality and the re-usability of the final mock-up.The second application is based on the radiometric part of the full image workflow model to propose a new 2D graphic code sensitive to print and scan effects that makes us able to distinguish an original document from its photocopies. This code is printable on any office printer, using standard inks and controllable by anyone using a common smartphone.Finally, the third application uses the noise inherent to all image sensor to detect a photography that has been forged by an attacker. In this part, we propose a new metric and a specific method to automatically detect such attacks. The altered area is highlighted to facilitate the perception of a final operator.This document presents the methods and the results over this three research fields. It summarizes the work I have done over several years.