Etude des techniques de camouflage : élaboration d’un algorithme adaptatif

par Julien Gosseaume

Thèse de doctorat en Traitement du signal et de l'image

Sous la direction de Kidiyo Kpalma.

Soutenue le 22-10-2015

à Rennes, INSA , dans le cadre de École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes) , en partenariat avec Institut d'électronique et de télécommunications (Rennes) (laboratoire) , Université européenne de Bretagne (COMUE) et de Institut d'électronique et de télécommunications (Rennes) (laboratoire) .

Le président du jury était Didier Coquin.

Le jury était composé de Kidiyo Kpalma, Didier Coquin, Philippe Carré, Christophe Rosenberger, Michèle Gouiffès, Eric Petitpas, Joseph Ronsin.

Les rapporteurs étaient Philippe Carré, Christophe Rosenberger.

mots clés

• Camouflage adaptatif
• Système visuel humain
• Extraction de couleurs dominantes
• Synthèse de texture
• Camouflage (science militaire)
• Traitement d'images

Résumé

Le principe du camouflage est le suivant : utiliser les couleurs de l’environnement pour s’y fondre. De l’apparition du camouflage français en 1914 à aujourd’hui, les techniques ont évolué. Les textures de camouflage ne sont plus monochromes mais composées de 3 à 4 couleurs différentes réparties sous formes de « taches ». Pour les camouflages les plus sophistiqués, la texture est « pixellique » pour en accroître l’efficacité, selon les études de Timothy R. O’NEILL, père du camouflage moderne. Cependant ces techniques se révèlent insuffisantes face à la diversité des théâtres opérations, et le coût est élevé pour adapter le camouflage à chaque situation particulière. L’évolution du camouflage atteint donc un palier. Son aspect statique est identifié comme barrière majeure à toute amélioration. Seule solution : concevoir un camouflage « adaptatif », qui s’adapterait dynamiquement à l’environnement dans lequel il est utilisé. Le camouflage adaptatif se définit comme suit : l’affichage d’une texture particulière sur un réseau d’afficheurs, piloté par un algorithme. Et c’est sur cet algorithme de camouflage, appelé « SCOTT », qu’ont porté les travaux de thèse. SCOTT est un algorithme biologiquement inspiré qui extrait d’une image de l’environnement ses couleurs et formes « dominantes », au sens de « visuellement importantes ». Ces caractéristiques sont ensuite reproduites dans une texture de camouflage fractale permettant une efficacité à différentes échelles d’observation. Bien qu’à vocation militaire, SCOTT peut être utilisé dans divers applications civiles, à commencer par la réduction de la pollution visuelle, en améliorant l’esthétique d’objets « polluants », par exemple les armoires de répartition.

mots clés

• Adaptive camouflage

Titre traduit

Study of camouflage : development of an adaptative algorithm

Résumé

The principle of camouflage is the following one: use the colors of the environment to melt in it. From the appearance of the French camouflage, in 1914, to today, the techniques have evolved. Camouflage textures are no more monochromatic but composed of 3 to 4 different colors distributed in the form of «spots». For the most sophisticated camouflages, the texture is «pixelated» to increase efficiency, according to studies by Timothy R. O’Neill, father of modern camouflage. However, these techniques are insufficient to diversity of operations, and the cost is high to suit each particular situation. The evolution of camouflage reaches a plateau. Its static aspect is identified as a major barrier to improvement. Only one solution: design an «adaptive» camouflage, which dynamically adapt itself to the environment in which it is used. Adaptive Camouflage is defined as displaying a special texture on a network of displays, controlled by an algorithm. The thesis work is about this camouflage algorithm called «SCOTT». SCOTT is a biologically inspired algorithm which extracts the «dominant» colors and shapes of the image of an environment, that is the visually meaning ones. These characteristics are then replicated in a fractal camouflage texture enabling efficiency at different scales of observation. Although SCOTT has been designed for a military application, it can be used in a variety of civilian applications, starting with the reduction of visual pollution, by improving the aesthetics of “polluting” objects, such as shelters.