Analyse morphologique de fibres minerales d'isolation

Morphological analysis of insulation mineral fibers

• Auteur / Autrice : Hugues Talbot
• Direction : Dominique Jeulin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées. Physique
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Résumé

Cette these se presente comme une application de la morphologie mathematique a la resolution d'un probleme d'analyse d'image a vocation industrielle: le controle de qualite des fibres minerales d'isolation. On cherche a caracteriser une population de fibres, c'est-a-dire la distribution des diametres et des longueurs d'une population d'objets cylindriques allonges de petites dimensions et de tres forte variabilite dans ces dimensions: le diametre de ces fibres varie entre 0,2 m et 20 m, la longueur de ces fibres varie de quelques m a plusieurs dizaines de centimetres. La premiere des choses a faire afin de pouvoir conduire une analyse d'image est d'obtenir des images sur lesquelles travailler. Dans une premiere partie, un ensemble de methodes de preparation d'echantillons de ces fibres minerales est decrit. Dans l'une de ces methodes les fibres apparaissent en coupe (seul leur diametre est visible), dans l'autre les fibres apparaissent a plat. Ces methodes sont optimisees afin d'obtenir des images en microscopie electronique a balayage de haute qualite, qu'un processeur automatique d'image est susceptible de pouvoir segmenter et mesurer. Dans une seconde partie, des algorithmes de morphologie mathematique de portee generale, necessaires a l'etape de segmentation de ces images sont decrits: tout d'abord un algorithme de calcul des operations morphologiques elementaires (erosions et dilatations) a base d'elements structurants quelconques sur des images a niveaux de gris est presente. Une variante de cette methode particulierement optimisee pour des elements structurants rectilignes est decrite dans un second temps. Un algorithme de calcul des squelettes euclidiens en trame digitale est ensuite propose, ainsi qu'un certain nombre des derives de ces squelettes, dont une nouvelle fonction: la fonction bissectrice, qui permet de segmenter des objets tres imbriques. Dans une troisieme et derniere partie, une segmentation pour les images de fibres vues en coupe et une autre pour les fibres vues a plat sont proposees. Les resultats de ces segmentations sont ensuite examines du point de vue statistique, afin d'une part d'eviter les biais de mesure (sur les diametres) et d'estimer les dimensions que l'on ne peut pas mesurer directement (les longueurs). Les resultats sous forme d'histogrammes compares a des mesures manuelles sont enfin presentes