Vous êtes ici : GIPSA-lab  > SIGMAPHY >  Projets
 
Équipe

Signal Images Physique
Responsable(s) d'équipe : Jocelyn CHANUSSOTCornel IOANA

  

HYPANEMA - Algorithmes de démélange non linéaire pour l'analyse de données hyperspectrales

Coordonnateur du projet : Laboratoire LAGRANGE Nice
Responsable du projet à GIPSA-lab : Jocelyn CHANUSSOT

Projet réalisé grace au soutien de : ANR Blanc

Date du projet : 07/01/2012

Durée : 36 mois


 

Les sciences de l’observation en général contribuent au développement de matériels technologiques de pointe. Nombre de grands équipements dans le domaine des Sciences pour l’Univers proposent déjà des spectrographes intégraux de champ, souvent couplés à un système optique adaptatif, dans la perspective d’une mise en service sur les très grands télescopes du futur. Cette technique d’observation devrait poursuivre son essor avec, à brève échéance, le déploiement du spectro-imageur MUSE qui équipera le VLT en 2012. Qu’ils s’agissent du système solaire ou des progéniteurs de galaxies, de régions de formation stellaire ou de trous noirs super massifs, l’arrivée des instruments hyperspectraux astronomiques ouvre de nouvelles voies dans l’étude et la compréhension de l’Univers. Les imageurs hyperspectraux aéroportés, ou embarqués à bord de satellites, et dédiés à l'observation de la Terre fournissent également des données de plus en plus résolues. Des missions sont en cours ou envisagées par différentes agences spatiales. Cette technologie permet d’entrevoir un élargissement des possibilités de détection et d’identification dans des domaines d’application tant civils que militaires. Le développement d’algorithmes originaux dont les fonctionnalités et performances sont en adéquation avec les problèmes soulevés par les cubes hyperspectraux constitue un enjeu à haute valeur ajoutée. Quel que soit le domaine d’application concerné, l’un des problèmes majeurs en analyse et traitement des images hyperspectrales réside dans le fait qu’il est extrêmement difficile d’extraire des informations pertinentes de la masse de données générée. Dans ce contexte où garantir l’intégrité des informations est primordial, il est clair que les méthodes à mettre en oeuvre pour le traitement et l’analyse de ces cubes de données ne peuvent être de simples extensions des méthodes existantes en imagerie classique. Les publications les plus récentes laissent clairement entrevoir que l’exploitation de modèles de mélange non linéaires constitue une voie de progrès. Malgré le verrou méthodologique que constituent leur analyse et leur mise en oeuvre, ceux-ci s’avèrent plus à même de traduire la complexité des phénomènes physiques sous-jacents, tels que les interactions photoniques avec plusieurs matériaux provoquant des phénomènes complexes de réflexion et d’absorption Sur cette voie de développement de modèles plus performants, la prise en compte conjointe des informations spectrale et spatiale est également très prometteuse.

L’objectif d’Hypanema est triple puisqu’il vise :
1/ de nouveaux développements méthodologiques, en empruntant la voie des modèles de mélange non linéaires, et en étudiant la prise en compte conjointe des informations spectrale et spatiale, pour une segmentation plus pertinente et plus fine des cubes de données ;
2/ la mise en oeuvre des outils développés dans le cadre de deux applications centrales dans les domaines d’excellence des équipes impliquées : la télédétection et l’observation astronomique. L’équipe interagira avec différents partenaires nationaux et européens pour la définition de besoins applicatifs, et la validation expérimentale des méthodes et modèles proposés ;
3/ le développement d’une bibliothèque de routines constituée des approches et modèles proposées, et enrichie de méthodes de l’état de l’art. Elle comprendra également des exemples tutoriels extraits des applications. Enfin, la boîte à outils sera diffusée librement. Au-delà des motivations pragmatiques, cette initiative a vocation à contribuer aux avancées scientifiques du domaine. Force est de constater en effet qu’il existe à ce jour peu d’environnements de développement informatique normalisé et ouvert pour le traitement des données hyperspectrales.


GIPSA-lab, 11 rue des Mathématiques, Grenoble Campus BP46, F-38402 SAINT MARTIN D'HERES CEDEX - 33 (0)4 76 82 71 31