Apports de la couleur et des modèles de réflexion pour l'extraction et le suivi de primitives

Comprendre les mécanismes de transparence, d'apparition d'ombres, de variation d'éclairage, de spécularités, ne peut que faciliter la mise en oeuvre de tâches de traitement et d'analyse d'images, soit en modélisant ces phénomènes soit en calculant des attributs qui leur sont invariants. Cette thèse s'intéresse à deux problématiques liées à ces aspects. Premièrement, nous étudions la transparence d'une encre colorée imprimée sur un support de couleur. Nous proposons des attributs couleur invariants vis-à-vis de la couleur du support et vis-à-vis de la quantité d'encre. Ceux-ci sont exploités dans la mise en oeuvre d'un algorithme de segmentation de marquages à l'encre, alliant une classification et une croissance de région. Finalement, l'approche proposée est appliquée dans le cadre de la traçabilité de la viande porcine, où un identifiant doit être détecté sur des pièces de porc. Dans ce contexte applicatif, nous comparons plusieurs méthodes de segmentation mises en oeuvre et montrons la pertinence de l'utilisation d'attributs invariants. Ensuite, l'étude de modèles de réflexion a permis d'améliorer la robustesse du suivi de points d'intérêt. En effet, la plupart des techniques suppose que les objets sont lambertiens, admettant ainsi que la dynamique d'une scène se résume à l'aspect géométrique et non photométrique. Quelques approches proposent une compensation d'un modèle affine des variations d'illumination dans un voisinage proche du point à suivre, mais, à notre connaissance, leur fondement n'a pas été clairement justifié. Ainsi, à partir de l'étude des modèles de réflexion standards, nous déduisons les hypothèses sur lesquelles elles se basent. Ensuite, nous proposons une méthode de suivi de points basée sur un modèle photométrique local, les variations d'illumination étant approximées par une fonction continue autour du point à suivre. Des expérimentations sur divers types d'objets, soumis à des changements d'illumination ou non, prouvent la bonne robustesse de cette approche en comparaison aux méthodes existantes. De la même manière, le suivi de motifs plus larges est amélioré par un modèle photométrique plus complet. Nous abordons également le problème de la robustesse du suivi de points couleur vis-à-vis des variations d'illumination. D'une part, la méthode développée dans les images d'intensité a été étendue au cas de la couleur. Ensuite, l'utilisation d'invariants couleur permet d'assurer une correction globale vis-à-vis des changements d'éclairage. Enfin, nous améliorons l'utilisation des invariants les plus pertinents par un modèle photométrique local. Des expériences sur séquences réelles permettent de comparer les différentes approches et de prouver la meilleure robustesse de ces techniques vis-à-vis des variations d'illumination.