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GMOSS Detection de lignes pour le GNEX06 Vinciane Lacroix Signal and Image Center Royal Military Academy, Belgium CNES Réunion ORFEO 17/01/07.

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1 GMOSS Detection de lignes pour le GNEX06 Vinciane Lacroix Signal and Image Center Royal Military Academy, Belgium CNES Réunion ORFEO 17/01/07

2 Plan Introduction: GMOSS et GNEX Détection de routes= détection de lignes (dans l'image) + connaissance (hors image) Détection de lignes: Gradient Contraint (1996 – 1998) Feature-extraction using the constrained gradient. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 53:85-94, April 1998 Solution implantée dans la boite-à-outils ORFEO Exemples Avantages/ Désavantages Nouvelles améliorations Conclusions

3 GMOSS GNEX06 GNEX06: Octobre 2006 exercice en temps réel: simulation d'une crise sur base d'un scénario fictif x06/gnex06_2006_en.html presque tous les partenaires répartis en 3 équipes en 36h fournir des produits de cartographie rapide (carte de changements/ carte des routes/ couverture du sol) à partir de données EO et de cartes existantes Global MOnitoring for Security and Stability: Network of excellence AIM: EO for Security (plus sur le site:

4 Résultats de RMA pour la détection des routes Détection de lignes claires: entrée: Raster filtre: en chaque pixel: Type:claire/foncée Contraste (norme) Direction Suppression des Nmax de type clair Suivi des maxima de type clair CNES: intéressant pour la boite à outils ORFEO

5 Détection de routes Dans des images de résolution 5m/10m les routes apparaissent comme des lignes claires/foncées contrastées suivant: le revêtement (réfléchissant ou non) le voisinage (plus réfléchissant ou non) la largeur de la route (ligne fine/région) et le canal Dans le visible la plupart des routes forment des lignes claires

6 Détection de routes Mais parfois: Lignes ni claires ni foncées « accidents » sur la route

7 Détection de lignes: le Gradient Contraint Observation: Les vecteurs de gradient pointent dans des directions opposées de part et d'autre d'une ligne. Ligne claire: gradient vers l'intérieur Ligne foncée: gradient vers l'extérieur Le contraste de la ligne est d'autant plus important que la norme de ces gradients est importante. Idée: Calculer le produit scalaire des vecteurs opposés dans un voisinage 3x3 Nécessaire mais pas suffisant

8 Filtre de lignes 1. Calcul de gradient: gradient gaussien Ou: filtre donnant un champ vectoriel 2. En chaque pixel p: Fenêtre 3x3: pour chaque paire L k (p) = - G k. G k+4 Norme: L (p) = max {0, sqrt (L k (p) } Direction: dir de G kmax - G kmax+4 (et ignore sens) Type: claire:G kmax. d kmax < 0 et G kmax+4. d kmax +4 < 0 foncée:G kmax. d kmax >0 et G kmax+4. d kmax +4 > 0 2. Suppression non-maxima 3. Suivi des maxima

9 Exemples

10 Avantages/désavantages Avantages module compatible avec: n'importe quel calcul de gradient (Gaussien, Deriche, spécifique à image SAR, etc.) N'importe quelle méthode de vectorisation – suppression de non-maxima: mais attention aux jonctions – Suivi des maxima – « Filling gaps » peut servir d'entrée à des processus d'optimisation très simple à implanter résultats satisfaisants: Pour courbes et droites Pour plusieurs largeurs Désavantages réponse de points isolés pour les routes: Attention aux lignes ni claires ni foncées Nécessite connaissance pour compléter le réseau

11 Améliorations RAPPEL: Fenêtre 3x3: pour chaque paire L k (p) = - G k. G k+4 Norme: L (p) = max {0, sqrt (L k (p) } Type: claire:G kmax. d kmax < 0 et G kmax+4. d kmax +4 < 0 foncée:G kmax. d kmax >0 et G kmax+4. d kmax +4 > 0 Suppression des NonMax: Problèmes aux jonctions Suivi des Max: Calcul pour les 4 paires du voisinage: paire « négative » ou claire paire « positif » ou foncée paire « indéfinie » G k. d k >0 et G kmax+4. d kmax+4 < 0 G k. d k 0 Ligne claire: existe paire négative ou autre Ligne foncée: existe paire négative ou autre Ligne claire et foncée: existe paire négative et paire positive Pas de Suppression de NonMax mais règles pour suivi: Début: 2 claires/foncées Suite: préférence pour max claire/foncée

12 Ameliorations (2) Direction: dir de G kmax - G kmax+4 Direction: dir de Lmax si L k >0 et L k+4 >0 Lmax= Max k (L k + L k+4 ) else indéfinie Point: 4 paires claires ou foncées + | G proj_k | > | G perp_k | Fin de ligne: Direction indéfinie Suivi: De fin de ligne vers Point

13 Exemples Norme Ligne Claire Norme Ligne Foncée Point 2Clair2Foncé G= N clair *25+N indéfini *5+N foncé

14 Résumé et Conclusions Disponible dans ORFEO toolbox: Filtre pour extraction de lignes claires/foncées Schéma similaire à la détection de contour filtrage pour obtenir un Champs vectoriel Basé sur le produit scalaire de paires opposées symétriquement au centre d'un voisinage 3x3 Suppression des Non Maxima Suivi des Maxima Améliorations à court terme: meilleure direction exploitation pour la suppression des Nonmax et suivi Pistes de recherche: routes dans les agglomérations: pas uniquement lignes claires/foncées extraction de buildings exploitation de l'ombre ajout de connaissance


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