Introduction générale

1. Introduction générale Stéphane Paris

2. Plan • Remerciements • Organisation du cours • Présentation du domaine de la vision • Sites Internet associés au cours

3. Remerciements • Je tiens à remercier, pour leur aide leurs conseils et leur générosité, les professeurs • Pr. Richard Hartley • Pr Andrew Zissermann • Pr. Raphael C. Gonzales • Pr Richard E. Woods • Dr. Jacques-André Landry

4. Acknowledgement • I would like to thank for their help, advice and their generosity : • Pr. Richard Hartley • Pr Andrew Zissermann • Pr. Raphael C. Gonzales • Pr Richard E. Woods • Dr. Jacques-André Landry

5. Livre de cours • Digital Image ProcessingR.C. Gonzalez, R.E. Woods 2nd edition, Prentice-Hall • L’œil, le cerveau et la visionD. HubelPour la scienceDiffusion Belin • Traitement numérique du signalA.W.M. Van Den Enden et N.A.M. Verhoeckx3ème édition, DUNOD

6. Organisation • Présentation des domaines de l’image • Numérisation : Comparaison humain/machine • Analyse spatiale • Analyse fréquentielle • Systèmes linéaires • Morphologie mathématique • Segmentation d’images • Évaluation • Examen final 50% • Travaux pratiques 50%

7. L’image et la vision? • Traitement d'images • Image Processing • Manipulation dont l'entrée et la sortie sont des images. • A pour but l’examen de l’image par l’être humain.

8. L’image et la vision? • Analyse d'images • Image Analysis • Analyse où l'entrée est une image mais la sortie est de l'information • Définitions précises ? • Dans quel domaine se situe la création d'un histogramme?

9. L’image et la vision? • Vision par ordinateur • Computer Vision • Émule la vision humaine dans le but d'extraire de l'information ou de prendre une décision

10. L’image et la vision? • Vision robotique • Robot vision • L’adaptation de la vision par ordinateur au domaine de la robotique • Une des branches du domaine de l'intelligence artificielle

11. L’image et la vision? • Nous étudierons donc • le traitement d'images et • l'analyse d'images • pour développer des notions en vision par ordinateur • Que nous appliquerons au domaine de la robotique !

12. L’image et la vision? • Avertissement • Le domaine de la vision par ordinateur amène beaucoup de questions, mais donne très peu de réponses!

13. Un peu d'histoire • Industrie des journaux • Câble entre Londres & New York (1921) • Plus d'une semaine à moins de 3 heures • Impression par matrice

14. Un peu d'histoire • Reproduction photographique(1922+) • 5 à 15 tons de gris

15. Un peu d'histoire • Traitement d'image par ordinateur (1960) • Médecine, espace, astronomie

16. Champs d'application • La vision artificielle s'applique à tous les champs techniques. • Nous classifions généralement les applications selon la source d'énergie qui les illuminent! • Sources: Spectre électromagnétique, acoustique, ultrasonique, électronique, virtuelle (ex: fractal) …

17. Spectre électromagnétique • Source la plus habituelle • Surtout le visible, l'infrarouge et les rayons-X • Conceptuellement: • Propagation d'une vague sinusoïdale • Longueur d'onde (mètre) • Fréquence (Hertz) • Flot de particules sans masse (photon) • Énergie (électron volt)

18. Spectre électromagnétique

19. Rayons gamma • Médecine nucléaire • Émission de rayon par un isotope radioactif consommé par le patient Gamma-ray imaging PET - Positron emission tomography

20. Rayons gamma • Astronomie et énergie nucléaire • Radiation naturelle des systèmes stellaires ou de réacteurs nucléaires Valve in a nuclear reactor Exploded star

21. Rayons-X • Une des plus vielle source pour l'imagerie • Diagnostic médical, inspection industrielle

22. Rayons-X • Médecine Chest X-ray Aortic angiogram (insertion of a catheter) "Slice"of a head CAT scan (Computerized axial tomography)

23. Rayons-X • Inspection industrielle & astronomie High energy X-ray Exploded star

24. Ultraviolet • Microscopie en fluorescence • Ultraviolet est non visible • Fluorescence du fluor exposé aux ultraviolets Maïs contaminé par le charbon Maïs normal

25. Visible • Partie du spectre la plus utilisée • Pourquoi? • Plus facile • Conceptualisation plus aisée • Mimique l'approche humaine • Source facilement disponible • Anticipation des résultats

26. Visible • Inspection manufacturière

27. Visible • Test médico-légal, forces policières, …

28. Visible • Microscopie

29. Infrarouge • Imagerie satellite, énergie thermique

30. Visible & infrarouge • Télédétection • Usage de "bandes" spécifiques • Usage de rapports de "bandes"

31. Visible & infrarouge

32. Visible & infrarouge

33. Micro-ondes • Détection radar • Sa propre source d'énergie • Réflexion de l'onde transmise

34. Ondes radio • Résonance magnétique des ondes radio • MRI (Magnetic Resonance Imaging)

35. Sonore • Minéraux & combustibles • Basse fréquence ~100 Hertz

36. Sonore • Ultrasons • Haute fréquence ~ 1-5 MHertz

37. Électronique • Microscope (jusqu'à 10.000X) • La source est un rayon d'électrons

38. Informatique • Fractals, Modélisation 2-D, 3-D • Réalité virtuelle

39. Étapes de traitement d'images • L'entrée est une images • Méthodes dont la sortie est une image • Méthodes dont la sortie est un attribut

40. Étapes de traitement d'images La sortie de ces procédés est généralement une image Manipulations d'images couleurs Ondelettes et multi-résolution Compression Manipulations morphologiques Restauration Segmentation Base de connaissances La sortie est généralement un attribut Amélioration Représentation & description Acquisition de l'image Reconnaissance d'objet Scène

41. Acquisition d'images Écran CRT ou LCD Stockage Ordinateur Copie papier Logiciel de traitement d'image Composants spécialisés (hardware) Capteurs Scène

42. Livre

43. Site Internet

44. Livre & Site Internet

45. Conclusion • Les sites (et livres) Vision Robotique GPA669 et Digital Image Processing ont servi de base à la construction de ce cours. • Ensemble des transparents de ce cours sur mon site : http://www.lita.univ-metz.fr/~paris/