Journée « Image » Icar-I2P

Contexte : La collaboration entre la composante Image d’Amap (le groupe I2P) et l’équipe-projet Icar remonte « officiellement » aux années 2005. A cette époque, elle prend la forme d’encadrements conjoints de stage de M2. Elle se renforce avec l’encadrement conjoint de la thèse I2S de Pol Kennel sur la classification d’images satellites par ondelettes complexes discrètes (2009-2013), puis celle de Guilhem Brunel sur l’identification des files cellulaires dans des coupes de bois (2011-2014). En 2015 le groupe I2P participe à l’atelier  scientifique sur les « capteurs low-cost pour l’analyse spectrale des plantes » financé par le labex Numev et piloté par Icar.

Cette collaboration aurait pu démarrer avant 2000, comme le suggèrent les relations actuellement entretenues par Icar avec certains partenaires historiques des activités Image d’Amap (société Intrasense, clinique Pasteur de Toulouse, département d’anthropologie de Bordeaux II)

Organisation de la journée :

L’idée de cette journée est de favoriser les échanges et les discussions entre l’équipe-projet Icar (Lirmm) et le groupe élargi I2P d’Amap et avant tout de permettre aux deux structures de mieux se connaître en vue de partager des savoir-faire voire d’initier de nouvelles collaborations. Cette journée s’articule autour de dix présentations très variées autour de l’analyse et de la synthèse d’image : analyse de données visuelles, segmentation par matching d’atlas, classification par apprentissage supervisé ou deep Learning, modèles de simulation de croissance et/ou de déformation,  cryptage de données,…

Elle a regroupé en tout une trentaine de chercheurs et de doctorants d’Amap, de l’équipe-projet Icar et du LG2IP (Laboratoire de Génie Informatique et d’Ingénierie de Production de l’Ecole des Mines d’Alès), et permis d’amorcer des discussions fructueuses…

Programme de la Journée

9h00-9h30 – Accueil

9h30-10h00 – Alexis Joly, équipe-projet Zénith, Inria – Lirmm : Analyse visuelle et Identification taxonomique dans Pl@ntNet

L’identification des espèces végétales à grande échelle (plusieurs centaines à milliers de taxons), est un problème complexe de part le manque de données structurées par espèce, et la difficulté de rendre accessible le niveau d’expertise nécessaire à cette démarche. Dans le cadre de l’initiative Pl@ntNet, puis plus largement au sein du Forum LifeCLEF, nous avons évaluer différentes approches pour l’identification d’espèces à partir d’observations botaniques. Ce travail nous a amené à travailler sur des scans de feuilles, des photos de feuilles, fleurs, fruits, graines et tiges pour identifier les méthodes les plus pertinentes à ce jour. Une partie des méthodes développées et des résultats obtenus sera présentée, afin de partager les retours d’expérience de l’équipe sur l’exploitation de gros volumes de données botaniques hétérogènes.

10h00-10h30 – Philippe Borianne, Amap-Cirad : Segmentation semi-supervisée d’images couleur d’arbres in situ. voir la présentation

Pour le suivi de la santé des Forêts, les descripteurs utilisés et applicables à large échelle reposent essentiellement sur une caractérisation du feuillage des parties hautes de la cime des arbres. Le plus difficile à apprécier porte sur la transparence de la couronne : il repose sur l’évaluation spatialisée des trouées et des echancrures de la partie aérienne. « … la transparence foliaire est définie comme la proportion des petites trouées laissant passer la lumière du jour dans la couronne. Les branches défoliées sont inclues dans l’évaluation de la transparence foliaire, les grands trous (ou fenêtres) sont mentalement exclus pour l’appréciation de ce critère. La note est donnée à partir d’images ou de cartes de référence qui illustrent un niveau d’homogénéité visuelle dans la zone observée… « 
Quantifier ces indicateurs à partir de photographies numériques est de plus en plus envisagé pour standardiser la notation. Nous souhaitons donc développer des outils « terrain » d’aide à l’évaluation de tels indices

10h30-11h00 – Pause Café

11h00-11h30 – Frédéric Borne, Amap-Cirad : Segmentation / Classification d’images basées sur l’analyse de texture. Applications sur des images de télédétection (optique et LIDAR). voir la présentation

Les images à très haute résolution (THR) spatiale disponibles aujourd’hui ont apporté une nouvelle manière d’aborder le suivi des forêts et de leur dynamique. Ces images permettent la reconnaissance de détails très fins et une excellente interprétation visuelle au niveau de l’individu (arbre) ou de la parcelle. Par contre les modèles à plus petite échelle (échelle globale au niveau d’une région ou d’un pays), notamment pour le suivi temporel et l’évaluation de la sensibilité aux changements climatiques, demandent de traiter de grandes zones. Ces zones représentent un très grand nombre d’images THR, impossible à classifier manuellement. Les approches classiques des logiciels de télédétection montrent aussi leurs limites, hormis eCognition. L’approche « texture » est encore peu employée car lourde en terme de calculs et aux indicateurs parfois difficiles à interpréter. Nous présentons ici une approche basée sur la texture et les cooccurences, mais utilisant des indicateurs plus synthétiques et explicites pour un thématicien. Des exemples seront montrés sur des images LIDAR et sur des images optiques très haute résolution

11h30-12h00 – Marc Chaumont (équipe-projet Icar-Lirmm) : Retour d’expérience sur le « Deep Learning » appliqué aux images

12h00-12h30 – Benjamin Gilles (équipe-projet Icar-Lirmm) : Modèles déformables 3D pour l’analyse d’images et simulation biomécanique

12h30-13h55 – Pause Repas

14h00-14h30 – Olivier Strauss (équipe-projet Icar-Lirmm) : Super-résolution robuste d’images

14h30-15h00 – Pierre Couteron (Amap-Ird) : Génération de structures 2D par synthèse de Fourier et d’ondelettes : enjeux d’applications pour la synthèse 3D ou pour la synthèse 2D en domaines à limites irrégulières

15h00-15h30 – Nancy Rodriguez (équipe-projet Icar-Lirmm) : Réalité virtuelle et augmentée, visualisation et interaction

15h30-16h00 – Pause Café

16h00-16h30 – Marc Jaeger (Amap-Cirad) : Représentation réaliste temps réel de la végétation dans des milieux naturels et anthropisés. voir la présentation

La représentation tridimensionelle de notre environnement est importante dans la communication et la planification de projets d’aménagement. Avec les représentations multiéchelles et hybrides de plantes, les vues temps réelles sont courantes et réalistes. Elles se heurtent cependant à une demande croissante qui vise à illustrer la dynamique (croissance, floraison), l’impact environnemental et la diversité des individus et des milieux. Ces diversités et dynamiques posent des challenges pour la modélisation du végétal, la description des scènes et leur visualisation. Pour la représentation des herbacées et jeunes plants s’ajoutent la difficulté de la finesse géométrique. Pour répondre à ces challenges, nous cherchons à construire des représentations « flexibles », adaptatives, voire de construire des représentations sur les bases fonctionnelles et pas seulement structurelles du végétal

16h30-17h00 – William Puech (équipe-projet Icar-Lirmm) : Sécurité de données multimédia voir la présentation

17h00-17h30 – Clôture