Revisiter le traitement des images de visage en vision plénoptique

Revisiting face processing with light field images

• Auteur / Autrice : Valeria Chiesa
• Direction : Jean-Luc Dugelay, Elisa Negroni
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal et de l'image
• Date : Soutenance le 04/06/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut EURECOM (Sophia-Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Jury : Président / Présidente : Bernard Merialdo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Paulo Correia
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alice Caplier, Enrico Vezzetti

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement d'images -- Techniques numériques

Identification biométrique

Reconnaissance des formes (informatique)

Perception des visages

Mots clés libres

Analyse du visage

Biométrique

Light field

Technologies RGB-D

Plénoptiques

Reconnaissance du visage

Face analysis

Light field

Biometrics

Résumé

L'objectif principal de cette thèse est de présenter une technologie d'acquisition non conventionnelle, d'étudier les performances d'analyse du visage en utilisant des images collectées avec une caméra spéciale, de comparer les résultats avec ceux obtenus en élaborant des données à partir de dispositifs similaires et de démontrer le bénéfice apporté par l'utilisation de dispositifs modernes par rapport à des caméras standards utilisées en biométrie. Au début de la thèse, la littérature sur l'analyse du visage à l'aide de données "light field" a été étudiée. Le problème de la rareté des données biométriques (et en particulier des images de visages humains) recueillies à l'aide de caméras plénoptiques a été résolu par l'acquisition systématique d'une base de données de visages "light field", désormais accessible au public. Grâce aux données recueillies, il a été possible de concevoir et de développer des expériences en analyse du visage. De plus, une base de référence exhaustive pour une comparaison entre deux technologies RGB-D a été créée pour appuyer les études en perspective. Pendant la période de cette thèse, l'intérêt pour la technologie du plénoptique appliquée à l'analyse du visage s'est accrue et la nécessité d'une étude d'un algorithme dédié aux images "light field" est devenue incontournable. Ainsi, une vue d'ensemble complète des méthodes existantes a été élaborée.

Being able to predict the macroscopic response of a material from the knowledge of its constituent at a microscopic or mesoscopic scale has always been the Holy Grail pursued by material science, for it provides building bricks for the understanding of complex structures as well as for the development of tailor-made optimized materials. The homogenization theory constitutes nowadays a well-established theoretical framework to estimate the overall response of composite materials for a broad range of mechanical behaviors. Such a framework is still lacking for brittle fracture, which is a dissipative evolution problem that (ii) localizes at the crack tip and (iii) is related to a structural one. In this work, we propose a theoretical framework based on a perturbative approach of Linear Elastic Fracture Mechanics to model (i) crack propagation in large-scale disordered materials as well (ii) the dissipative processes involved at the crack tip during the interaction of a crack with material heterogeneities. Their ultimate contribution to the macroscopic toughness of the composite is (iii) estimated from the resolution of the structural problem using an approach inspired by statistical physics. The theoretical and numerical inputs presented in the thesis are finally compared to experimental measurements of crack propagation in 3D-printed heterogeneous polymers obtained through digital image correlation.