Image Segmentation: toward an automatic and unsupervised system through methods cooperation
Segmentation d'image: recherche d'une mise en oeuvre automatique par coopération de méthodes
Résumé
In this thesis, we propose an image segmentation system adapted to the uniform and/or textured region extraction. The architecture of the proposed system combines two concepts. (i) The integration of the information resulting from two complementary segmentation methods: edge detection and region extraction. Thus, this allows us to exploit the advantages of each. (ii) The active perception via the intermediate of a feedback. This permits the correction and adjustment of the control parameters of the methods used. The originality of the suggested co-operation carries on the introduction of a mechanism, which checks the coherence of the results through a comparison of the two segmentations. From over-segmentation results, both methods are iterated by loosening certain constraints, until they converge towards stable and coherent results. This coherence is achieved by minimising a dissimilarity measure between the edges and the boundaries of the regions. The aim is therefore to provide the optimal solution in the sense of compatibility between the segmentation results. The system therefore uses a hybrid co-operation approach and is almost automatic and unsupervised. The performance of this approach has been measured on two remote sensing applications: agricultural landscape segmentation and forestry vegetation classification.
La thématique de recherche dans laquelle s'inscrit cette thèse est celle de la segmentation d'images. Les travaux menés ont permis la conception et le développement d'un système d'analyse adaptable à plusieurs catégories d'images dont les régions peuvent être de nature uniforme et/ou texturée. Un intérêt tout particulier a été accordé à l'aspect automatique et non-supervisé du dispositif. L'architecture du système proposé combine deux concepts. Le premier, fondé sur un procédé d'intégration d'informations issues de différentes méthodes, permet de tirer parti des avantages de chacune d'elles. Le second concept s'inspire de la perception active par l'introduction d'une boucle de retour dans le système afin de corriger et d'ajuster les paramètres de contrôle des différentes techniques de segmentation. Le principe de la coopération proposée introduit un mécanisme de vérification de la cohérence par comparaison des résultats des méthodes qui coopèrent. Cet aspect fait défaut à un bon nombre d'approches coopératives. Le système mis au point est composé de deux modules. Le premier est dédié à l'extraction de régions uniformes ou faiblement texturées. Le principe est fondé sur une coopération itérative entre une méthode de détection de contours et une méthode d'extraction de régions. Ces deux méthodes sont itérées avec des critères de plus en plus tolérants jusqu'à la convergence vers des résultats cohérents et stables. La cohérence est contrôlée et vérifiée en minimisant une mesure de dissimilarité entre les contours et les régions. Le but est ainsi de fournir une solution optimale au sens de la compatibilité entre les deux segmentations. Le second module localise les primitives « textures » afin de réactualiser et corriger les primitives « contours » et « régions » extraites par le premier module. Cette localisation s'appuie sur une classification automatique par multi-seuillage exploitant certains mécanismes de la perception visuelle, et sur une fusion des régions multi-seuillées basée sur la minimisation d'un critère de similarité. L'efficacité de l'approche mise au point s'est traduite, dans la plupart des cas examinés, par une détection cohérente des éléments représentatifs de l'image.