Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système

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Soutenance de thèse de Anaïs GASTINEAU - 6 décembre 2021

Anaïs GASTINEAU soutiendra sa thèse, lundi 6 décembre 2021 à 10h, dans l'Amphi JP. DOM du Laboratoire IMS, sur le sujet suivant : "Amélioration des résolutions spatiale et spectrale d’images satellitaires par réseaux antagonistes".

Résumé:
De plus en plus d’applications, telles que la cartographie ou la classification de l’occupation des sols, nécessitent des images hautes résolutions de la surface de la Terre, mais ces données ne sont pas toujours disponibles. Ainsi, cette thèse porte sur le problème de fusion d’images panchromatiques et multispectrales dans le but d’exploiter au mieux les richesses spatiale et spectrale de chacune de ces données. Pour atteindre cet objectif, cette thèse explore plusieurs aspects liés à l’optimisation du problème ou bien aux architectures considérées.

De manière générale, la paramétrisation des réseaux convolutifs est souvent suffisante pour supporter la diversité des problèmes rencontrés. La base de données d’apprentissage est alors considérée comme le vecteur principal de conditionnement au problème traité. Ainsi, dans un contexte de réseaux antagonistes génératifs, nous proposons d’intégrer une modélisation plus fine du problème de "pansharpening" quant à la conception même du réseau. Nous avons également évalué l’impact sur les performances de reconstruction de différentes formulations de la fonctionnelle globale à minimiser tenant compte des spécificités de l’application.

Dans un premier temps, nous étudions les différents types de régularisation existant dans un cadre variationnel pour ensuite utiliser cette connaissance afin d’ajouter ce type de contraintes géométrique et spectrale dans la fonction de perte du générateur. Dans un second temps, nous étudions des solutions liées aux architectures considérées pour le générateur et le discriminateur.
En effet, nous proposons l’utilisation de plusieurs discriminateurs, chacun répondant à une tâche différente mais complémentaire. Le premier discriminateur  se concentre sur la préservation de la résolution spatiale en prenant en compte la luminance et la composante infra-rouge, très informative d’un point de vue de la texture pour la végétation, des images satellites. Le second discriminateur préserve la résolution spectrale en comparant les composantes chromatiques Cb et Cr. Nous étudions également l’ajout de mécanismes d’attention dans le générateur. Nous considérons des mécanismes d’attention spatiale et spectrale pour améliorer la précision de reconstruction du générateur. En effet, ces mécanismes ont pour objectif d’attirer l’attention du générateur sur les parties de l’image les plus pertinentes pour améliorer le résultat.

L’ensemble des pistes que nous avons explorées a conduit à des résultats convaincants, à la fois quantitatifs et visuels. En effet, nous avons pu observer une amélioration notable de la précision des reconstructions spatiale et spectrale, contribuant ainsi à résoudre le problème de fusion d’images panchromatique et multispectrale.

Mots clés — Fusion d’images, télédétection, méthodes variationnelles, réseaux antagonistes génératifs, termes de régularisation, multi-discriminateurs, mécanismes d’attention.

 

exemple fusion

 

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