Le relevé et la reconstruction 3D de scènes sous-marine deviennent chaque jour plus incontournable devant notre intérêt grandissant pour l’étude des fonds sous-marins. La majorité des travaux existants dans ce domaine sont fondés sur l’utilisation de capteurs acoustiques l’image n’étant souvent qu’illustrative.L’objectif de cette thèse consiste à développer des techniques permettant la fusion de données hétérogènes issues d’un système photogrammétrique et d’un système acoustique.Les travaux présentés dans ce mémoire sont organisés en trois parties. La première est consacrée au traitement des données 2D afin d’améliorer les couleurs des images sous-marines pour augmenter la répétabilité des descripteurs en chaque point 2D. Puis, nous proposons un système de visualisation de scène en 2D sous forme de mosaïque.Dans la deuxième partie, une méthode de reconstruction 3D à partir d’un ensemble non ordonné de plusieurs images a été proposée. Les données 3D ainsi calculées seront fusionnées avec les données provenant du système acoustique dans le but de reconstituer le site sous-marin.Dans la dernière partie de ce travail de thèse, nous proposons une méthode de recalage 3D originale qui se distingue par la nature du descripteur extrait en chaque point. Le descripteur que nous proposons est invariant aux transformations isométriques (rotation, transformation) et permet de s’affranchir du problème de la multi-résolution. Nous validons à l’aide d’une étude effectuée sur des données synthétiques et réelles où nous montrons les limites des méthodes de recalages existantes dans la littérature. Au final, nous proposons une application de notre méthode à la reconnaissance d’objets 3D. / The survey and the 3D reconstruction of underwater become indispensable for our growing interest in the study of the seabed. Most of the existing works in this area are based on the use of acoustic sensors image.The objective of this thesis is to develop techniques for the fusion of heterogeneous data from a photogrammetric system and an acoustic system.The presented work is organized in three parts. The first is devoted to the processing of 2D data to improve the colors of the underwater images, in order to increase the repeatability of the feature descriptors. Then, we propose a system for creating mosaics, in order to visualize the scene.In the second part, a 3D reconstruction method from an unordered set of several images was proposed. The calculated 3D data will be merged with data from the acoustic system in order to reconstruct the underwater scene.In the last part of this thesis, we propose an original method of 3D registration in terms of the nature of the descriptor extracted at each point. The descriptor that we propose is invariant to isometric transformations (rotation, transformation) and addresses the problem of multi-resolution. We validate our approach with a study on synthetic and real data, where we show the limits of the existing methods of registration in the literature. Finally, we propose an application of our method to the recognition of 3D objects.

Les surfaces nanostructurées permettent d’obtenir des effets colorés gonio-apparents lorsque les nanostructures présentent des dimensions de l’ordre des longueurs d’onde du spectre visible. ces couleurs sont habituellement modélisées par le biais d’interactions de types «interférences» ou «cristaux photoniques» entre le rayonnement lumineux et une structure modèle. dans cette thèse, l’anodisation d’aluminium est utilisée comme méthode de structuration à l’échelle submicronique. cette technique présente l’avantage d’être mature industriellement et de permettre de structurer de grandes surfaces. des effets colorés sont observés même si les structures obtenues ne sont pas parfaitement ordonnées. le but de cette thèse est de comprendre les phénomènes optiques mis en jeu dans l’obtention de ces effets. ce manuscrit se divise donc en deux parties principales, toutes deux basées sur une étude de la littérature existante. afin d’établir un parallèle entre caractérisation expérimentale et simulation numérique, la première partie présente l’outil de caractérisation optique développé. la seconde est dédiée à l’étude des effets colorés de certaines surfaces d’aluminium anodisé. cette partie propose une compréhension des phénomènes d’interaction de la lumière avec la structure d’aluminium anodisé se basant sur les caractérisations optiques et microstructurales des échantillons, associées à une modélisation de l’interaction entre rayonnement et matière structurée. cette étude montre que les structures réelles présentent un ordre à courte distance. les effets colorés sont simulés par la méthode modale de fourier par le biais de structures modèles avec un certain niveau de désordre. / Nano-structured surfaces allow obtaining of colored gonio-apparent effects when the nano-structures dimensions are of the order of the visible spectrum wavelengths. these colors are usually modeled by means of the interactions type so-called « interferences type » ou « photonic crystals type » between the luminous radiation and a model structure. in this thesis, the anodization of aluminum substrates is used to produce surface structures at the submicron scale. this technique is industrially mature and allows to structure large surfaces. color effects were observed even if obtained structures are not perfectly ordered. the aim of this thesis is the understanding of the optical phenomena involved in the production of such effects. this manuscript is divided into two main parts, both based on the existing literature analysis. in order to draw a parallel between experimental characterization and numerical simulations, one part presents the instrumental development of the optical characterization instrument. the second one is dedicated to the study of color effect of certain anodized aluminum surfaces. this part proposes an understanding of the interaction phenomena between the light and the anodized aluminum structure, based on the optical and microstructural characterization of the samples, associated to a modeling of the interaction between light and structured matter. this study shows that such structures present a short-distance order. the color effects are simulated numerically by fourier modal method by the means of model-structures with certain disorder degree.

L'utilisation de collections d'images pour les applications de vision par ordinateur devient de plus en plus commune des nos jours. L'objectif principal de cette thèse est d'exploiter et d'extraire des informations importantes d'images de scènes d'extérieur a partir de ce type de collections : l'illumination présente au moment de la prise, les propriétés de reflectance des matériaux composant les objets dans la scène et les propriétés radiométriques des appareils photo utilisés. Pour atteindre notre objectif, cette thèse est composée de deux parties principales. Dans un premier temps nous allons réaliser une analyse de différentes représentations du ciel et une comparaison des images basée sur l'apparence de celui-ci. Une grande partie de l'information visuelle perçue dans les images d'extérieures est due a l'illumination en provenance du ciel. Ce facteur est représenté par les rayons du soleil réfléchis et réfractés dans l'atmosphère en créant une illumination globale de l'environnement. En même temps cet environnement détermine la façon de percevoir les objets du monde réel. Etant donné l'importance du ciel comme source d'illumination, nous formulons un processus générique en trois temps, segmentation, modélisation et comparaison des pixels du ciel, pour trouver des images similaires en se basant sur leurs apparences. Différentes méthodes sont adoptées dans les phases de modélisation et de comparaison. La performance des algorithmes est validée en trouvant des images similaires dans de grandes collections de photos. La deuxième partie de cette thèse consiste a exploiter l'information géométrique additionnelle pour en déduire les caractéristiques photométriques de la scène. A partir d'une structure 3D récupérée en utilisant des méthodes disponibles, nous analysons le processus de formation de l'image a partir de modèles simples, puis nous estimons les paramètres qui les régissent. Les collections de photos sont généralement capturées par différents appareils photos, d'où l'importance d'insister sur leur calibrage radiométrique. Notre formulation estime cet étalonnage pour tous les appareils photos en même temps, en utilisant une connaissance a priori sur l'espace des fonctions de réponse des caméras possibles. Nous proposons ensuite, un cadre d'estimation conjoint pour calculer une représentation de l'illumination globale dans chaque image, l'albedo de la surface qui compose la structure 3D et le calibrage radiométrique pour tous les appareils photos. / The main objective of this thesis is to exploit the photometric information avail- able in large photo collections of outdoor scenes to infer characteristics of the illumination, the objects and the cameras. To achieve this goal two problems are addressed. In a preliminary work, we explore opti- mal representations for the sky and compare images based on its appearance. Much of the information perceived in outdoor scenes is due to the illumination coming from the sky. The solar beams are reflected and refracted in the atmosphere, creating a global illumination ambiance. In turn, this environment determines the way that we perceive objects in the real world. Given the importance of the sky as an illumination source, we formulate a generic 3–step process in order to compare images based on its appearance. These three stages are: segmentation, modeling and comparing of the sky pixels. Different approaches are adopted for the modeling and comparing phases. Performance of the algorithms is validated by finding similar images in large photo collections. A second part of the thesis aims to exploit additional geometric information in order to deduce the photometric characteristics of the scene. From a 3D structure recovered using available multi–view stereo methods, we trace back the image formation process and estimate the models for the components involved on it. Since photo collections are usually acquired with different cameras, our formulation emphasizes the estimation of the radiometric calibration for all the cameras at the same time, using a strong prior on the possible space of camera response functions. Then, in a joint estimation framework, we also propose a robust computation of the global illumination for each image, the surface albedo for the 3D structure and the radiometric calibration for all the cameras.

La détection de piétons et la reconnaissance des panneaux routiers sont des fonctions importantes des systèmes d'aide à la conduite (anglais : Advanced Driver Assistance System - ADAS). Une nouvelle approche pour la reconnaissance des panneaux et deux méthodes d'élimination de fausses alarmes dans des applications de détection de piétons sont présentées dans cette thèse. Notre approche de reconnaissance de panneaux consiste en trois phases: une segmentation de couleurs, une détection de formes et une classification du contenu. Le color enhancement des régions rouges est amélioré en introduisant un seuil adaptatif. Dans la phase de classification, la performance du K-d tree est augmentée en utilisant un poids spatial. Les Random Forests obtiennent un taux de classification de 97% sur le benchmark allemand de la reconnaissance des panneaux routiers (German Traffic Sign Recognition Benchmark). Les besoins en mémoire et calcul sont réduits en employant une réduction de la dimension des caractéristiques. Les classifieurs atteignent un taux de classification aussi haut qu'avec une fraction de la dimension des caractéristiques, selectionée en utilisant des Random Forests ou Fisher's Crtierion. Cette technique est validée sur deux benchmarks d'images multiclasses : ETH80 et Caltech 101. Dans une application de vidéo surveillance avec des caméras statiques, les fausses alarmes des objets fixes, comme les arbres et les lampadaires, sont éliminées avec la corrélation sur plusieurs trames. Les fausses alarmes récurrentes sont supprimées par un filtre complémentaire en forme d'arbre.

La catégorisation de la couleur, à l'interface entre lexique et perception, est un champ de recherche d'élection pour les théories qui soutiennent la dépendence/ indépendance du langage et des concepts. Le débat concernant l'interaction entre culture et cognition dans la catégorisation de la couleur oppose traditionnellement les perspectives dites ‘relativistes' et ‘universalistes', respectivement représentées par l'hypothèse Sapir-Whorf et la Théorie des termes basiques (TTB). Dans la perspective relativiste, on soutient que le langage détermine la perception et que la catégorisation des couleurs dépend du langage. Elle est donc arbitraire. Dans la perspective universaliste, on soutient qu'il y a un nombre déterminé de catégories basiques de couleur (11), communes à toutes les langues. De plus, ces catégories émergent dans le lexique suivant une séquence évolutionnaire partiellement contrainte (blanc, noir, rouge, jaune, vert, bleu, marron, rose, orange, gris, violet). En résultat, les défenseurs de la TTB soutiennent que les catégories de couleur ne sont pas déterminées par la langue et la culture de façon arbitraire. Au contraire, la perception détermine la catégorisation et la sémantique des couleurs. Aujourd'hui cependant, ces différents points de vue semblent converger, bien que la littérature considère généralement séparément la détermination du lexique ou la détermination perceptuelle. L'objectif de cette thèse est de dépasser le débat traditionnel et contraignant opposant les relativistes aux universalistes, et de contribuer à la littérature en tentant de poser les bases d'une approche de la catégorisation de la couleur à l'interface entre langage, perception et contexte. La TTB s'étant établie comme un paradigme de recherche et une théorie de référence concernant la catégorisation de la couleur et le rapport entre culture et cognition, elle sert de point de départ et de cadre théorique pour cette thèse. Dans l'établissement de son argument universaliste, la TTB se sert de plusieurs notions et concepts, dont deux sont clés : les notions de ‘terme basique de couleur' et de détermination perceptuelle'. Pour cette raison, après avoir passé en revue la TTB et son évolution entre 1969 et 2006 dans le chapitre 1, je me consacre à la notion de ‘termes basiques' dans le chapitre 2, et à celle de la détermination perceptuelle dans le chapitre 3. Plus précisément, le chapitre 2 reprend les 8 critères avancés par la TTB pour identifier les termes basiques d'un lexique. Je soutiens que cette définition opérationnelle des ‘termes basiques de couleur' ne peut pas être appliquée de façon cohérente et systématique, comme l'illustrent plusieurs cas de la littérature. Je propose le critère alternatif de ‘référence consensuelle' selon lequel sont basiques, ou cognitivement significatifs, les termes de couleur qui sont employés à travers une communauté linguistique en référence aux mêmes échantillons de couleur. Dans la mesure où la stabilité référentielle est graduelle, la ‘basicité' est donc, elle aussi, une notion graduelle. Les termes de couleur sont plus ou moins basiques ou cognitivement significatifs. A part son avantage expérimental, cette approche des termes basiques a aussi un avantage théorique, dans la mesure où elle permet conceptuellement, une considération du rôle du contexte dans la catégorisation. L'idée sous-tendant cette approche des termes basiques est la suivante : plus un terme de couleur est utilisé, plus il se stabilise, plus il est basique. Le chapitre 3 se concentre sur la nature de la détermination perceptuelle mise en avant par la TTB pour rendre compte de la régularité observée dans la catégorisation. Je soutiens dans cette partie de la thèse que la TTB a hérité d'une approche traditionnelle ‘fondationnelle' de la cognition de la couleur, incompatible avec certains de ses aspects. La TTB doit abandonner son fondationnalisme afin de pouvoir répondre aux défis auxquels elle est aujourd'hui confrontée. Sont ‘fondationnelles' toutes les approches de la cognition de la couleur qui reposent sur un petit nombre de couleurs fondamentales généralement dites ‘primaires'. Ces couleurs ‘primaires' sont considérées nécessaires dans un sens sémantique, épistémique, perceptif ou métaphysique. De plus, j'argue que dans sa dernière tentative d'explication de la régularité de la catégorisation, la TTB pourrait bien être en train d'indiquer la voie vers une approche non fondationnelle de la cognition de la couleur. En effet, dans mon interprétation de cette dernière tentative, la cognition de la couleur repose sur une notion relative de saillance perceptuelle. C'est-à-dire : a) La saillance perceptuelle est relative au positionnement des couleurs dans un espace perceptif irrégulier ; b) La catégorisation étant considérée comme ‘optimale', la saillance perceptuelle est relative au nombre existant de catégories basiques dans un lexique donné. Dans cette optique, et contrairement à ce que suggèrent les défenseurs de la TTB, ce dernier développement de la théorie n'est pas en continuité avec l'approche de la catégorisation par les couleurs focales, soutenue pendant des décennies. Les couleurs focales sont prises pour être fondées sur les couleurs pures, qui, en raison de leur qualité inhérente de ‘pureté', opèrent comme des points de repère absolus dans notre espace perceptif, alors que la saillance perceptuelle est nécessairement relative. En me basant sur cette analyse des termes de couleur ‘basiques', ou cognitivement significatifs, ainsi que sur la nature de la détermination perceptuelle, je suggère enfin dans le chapitre 4, une hypothèse sur la façon dont pourraient interagir contexte, lexique et perception dans la catégorisation de la couleur. Ma suggestion s'appuie sur deux études expérimentales. La première est une tâche de tri contraint qui a pour but de tester l'hypothèse soutenue par la TTB selon laquelle des mécanismes perceptifs et cognitifs universels déterminent la catégorisation. La deuxième expérience est une étude du lexique des bilingues libanais, qui se caractérise par l'instabilité de la région dite ‘violet' en français. Cette instabilité de la région ‘violet' ne peut être expliquée sur la base exclusive de facteurs perceptifs ou lexicaux et contextuels, et constitue un argument en faveur de notre approche de la catégorisation à l'interface entre contexte, lexique et perception.

L'objet de cette thèse est de proposer des algorithmes permettant de synthétiser des scènes naturelles complexes, par le nombre des objets qui les composent, par leur forme et par les phénomènes optiques qui peuvent caractériser certains objets ou phénomènes naturels, dans l'eau ou l'atmosphère. Notre objectif est de synthètiser, avec une certaine interactivitl'e, des images simulant leur apparence.<br /><br />Pour atteindre cet objectif, nous proposons des algorithmes permettant de résoudre divers problèmes. Nous proposons tout d'abord un algorithme qui permet de combiner, pour une image de donnée, des systèmes de visualisation conventionnels et une représentation spectrale. Cette technique permet de simuler visuellement une scène où se produisent partiellement des effets optiques complexes (diffraction, interférence, etc.), en quelques secondes. Nous introduisons ensuite un algorithme permettant de modéliser et visualiser des motifs de couleur, des motifs de fleurs, par exemple. Une application de cet algorithme aux variations saisonnières des feuilles est également présente.<br /><br />Pour les scènes d'une complexité qui n'est pas à la portée des techniques de simulation et de visualisation, nous présentons un algorithme qui permet de synthétiser des scènes naturelles à l'aide d'échantillons d'images. ous présentons ainsi d'abord une approche dite "Tile-based texture synthesis", fondée sur l'optimisation de la qualité de l'échantillon sélectionné à l'aide de techniques d'intelligence artificielle. Ensuite, nous présentons une technique de génération de textures guidée par des cartes présentant les caractéristiques perceptuelles globales de l'échantillon retenu. Mots-clés: Coulrtus structurelles, motifs de couleur, texture synthétisée, synthétiser des écosystèmes.

Frank Malina (1912-1981) doit d’abord être reconnu comme un des artisans majeurs de la conquête spatiale. Entre 1934 et 1947, en Californie, aidé par un groupe de passionnés, il supervisa plusieurs programmes consacrés à la propulsion des fusées. En 1945, sa carrière est couronnée par le lancement de la WAC Corporal, une fusée-sonde qui atteignit l’altitude de 72 km. En 1944, il co-fonda avec Théodore Von Karman le Jet Propulsion Laboratory, un laboratoire aujourd’hui rattaché à la NASA. Après un passage de six ans à L’UNESCO, il débuta en 1953 une carrière d’artiste. Ses premières œuvres rassemblent des matériaux très divers comme la corde, le grillage ou le fil de fer qu’il manipule pour traduire un monde structuré, laissant transparaître un dynamisme sous-jacent. Très rapidement, il orienta ses recherches vers l’expression du mouvement réel à l’aide la lumière électrique. En 1956, il inventa le système lumidyne, un tableau cinétique fermé par un écran sur lequel une composition colorée est animée de mouvements lents produits par un électro-mécanisme dissimulé dans le tableau. Les motifs abstraits et figuratifs font souvent références au monde des sciences et à l’astronomie. Placé dans un état de relaxation provoqué par le jeu des lumières, le spectateur est ainsi incité à méditer sur les sujets proposés par les œuvres. S’inscrivant dans la tradition de la musique des couleurs, l’œuvre de Malina nous invite non seulement à considérer le mariage entre l’art, la technologie et la science, à s’interroger sur la place de l’homme dans la nature à l’ère de la conquête spatiale, mais aussi à stimuler les régions cérébrales de l’activité créatrice. / Frank Malina (1912-1981) has first to be considering as a pioneer in the conquest of space. Under his leadership, he supervised several research programs on rocket propulsion between 1934 and 1947, in California. His research led Malina to the launching in 1945 of the sounding-rocket WAC Corporal to a height of 240,000 feet. With Theodore Von Karman, he founded the Jet Propulsion Laboratory, now a NASA’s leading facility for planetary exploration. In 1953 he resigned from UNESCO to be full time an artist. He started working with string, wire mesh and wire to suggest the structures of the world and the underlying dynamism. He quickly leaned his research toward the expression of real movement using electric light. In 1956, he created the Lumidyne system, a kind of kinetic painting closed by a screen on which the composition moved slowly. Most of the abstract and figurative patterns refer to the world of sciences and astronomy. Malina’s kinetic paintings lead the spectators to relaxation and meditation on the subject of the paintings. In the tradition of color music, his artwork tries to marry art, science and technology. It’s not only an invitation to musing on the position of mankind in the cosmos at the space age, but also to stimulate the creative areas of brain activity.

Cette thèse a été réalisée en parallèle avec le projet de recherche « ENG05 lighting », un programme européen de recherche en métrologie réunissant une quinzaine d’instituts nationaux de métrologie en Europe. L'apparition de nouvelles solutions d’éclairage utilisant des diodes à électroluminescence (DEL) n’apporte pas seulement une efficacité en termes de diminution de puissance consommée mais elles doivent également répondre à des critères dequalité delumière pour l’utilisateur selon l’environnement.L'étude se concentre sur les problématiques du confort visuel ainsi que sur les indices du rendu des couleurs conformes à ceux de la Commission International de l'Eclairage (CIE) qui ne permettent pas de prédire une évaluation fiable en ce qui concerne ces nouveaux éclairages à l’état solide.Cette recherche s’appuie sur les calculs informatisés des métriques existantes, les résultats de plusieurs expériences subjectives réalisées dans un environnement contrôlé et reproductible et leurs caractérisations. Un premier modèle capable de prédire le confort visuel d'un scénario d'éclairage est réalisé et décrit. Plusieurs axes d'amélioration des métriques du rendu des couleurs sont étudiés.L'ensemble des expériences intègre des solutions d'éclairages traditionnelles. A l’aide de carte de luminance, les résultats obtenus sont comparés aux performances des sources respectives.Mots-clefs : Rendu des couleurs, confort visuel, qualité des éclairages, expérience subjective, DEL, DEL, UGR, IRC, CRI, éblouissement, carte de luminance. / The ENG05 project funded by the European Research Metrology Programme (EMRP) addresses measurement aspects of both quantity and quality of new lighting such as solid-state lighting (SSL).The current Colour Rendering Index (CRI) of the CIE (International Commission on Illumination) fails to predict the subjective ranking of the lighting sources based on DEL (light emitting diode). Along with a study of colour rendering metrics based on an extensive computation of relevant metrics and colorimetric calculations, a study on visual comfort is performed and both are presented in this thesis.For interior lighting standards it doesn’t exist a metric able to predict the visual comfort of an environment. Therefore, the aim of this study consists in a contribution to the human visual comfort characterization according to various realistic configurations considering the comparison between DEL luminaries and traditional lighting technologies (fluorescent, halogen).The analysis of the results DEL to develop a model which could be deemed worthy of consideration by CIE.Keywords: color rendering, visual comfort, lighting quality, subjective experiment, DEL, UGR, CRI, glare, luminance maps.

L'objectif de cette thèse est de proposer une solution au problème de la constance des couleurs entre les images d'une même scène acquises selon un même point de vue ou selon différents points de vue. Ce problème constitue un défi majeur en vision par ordinateur car d'un point de vue à l'autre, on peut être confronté à des variations des conditions d'éclairage (spectre de l'éclairage, intensité de l'éclairage) et des conditions de prise de vue (point de vue, type de caméra, paramètres d'acquisition tels que focus, exposition, balance des blancs, etc.). Ces variations induisent alors des différences d'apparence couleur entre les images acquises qui touchent soit sur l'ensemble de la scène observée soit sur une partie de celle-ci. Dans cette thèse, nous proposons une solution à ce problème qui permet de modéliser puis de compenser, de corriger, ces variations de couleur à partir d'une méthode basée sur quatre étapes : (1) calcul des correspondances géométriques à partir de points d'intérêt (SIFT et MESR) ; (2) calculs des correspondances couleurs à partir d'une approche locale; (3) modélisation de ces correspondances par une méthode de type RANSAC; (4) compensation des différences de couleur par une méthode polynomiale à partir de chacun des canaux couleur, puis par une méthode d'approximation linéaire conjuguée à une méthode d'estimation de l'illuminant de type CAT afin de tenir compte des intercorrélations entre canaux couleur et des changements couleur dus à l'illuminant. Cette solution est comparée aux autres approches de l'état de l'art. Afin d'évaluer quantitativement et qualitativement la pertinence, la performance et la robustesse de cette solution, nous proposons deux jeux d'images spécialement conçus à cet effet. Les résultats de différentes expérimentations que nous avons menées prouvent que la solution que nous proposons est plus performante que toutes les autres solutions proposées jusqu'alors / The objective of this thesis is to propose a solution to the problem of color consistency between images originate from the same scene irrespective of acquisition conditions. Therefore, we present a new color mapping framework that is able to compensate color differences and achieve color consistency between views of the same scene. Our proposed, new framework works in two phases. In the first phase, we propose a new method that can robustly collect color correspondences from the neighborhood of sparse feature correspondences, despite the low accuracy of feature correspondences. In the second phase, from these color correspondences, we introduce a new, two-step, robust estimation of the color mapping model: first, nonlinear channel-wise estimation; second, linear cross-channel estimation. For experimental assessment, we propose two new image datasets: one with ground truth for quantitative assessment; another, without the ground truth for qualitative assessment. We have demonstrated a series of experiments in order to investigate the robustness of our proposed framework as well as its comparison with the state of the art. We have also provided brief overview, sample results, and future perspectives of various applications of color mapping. In experimental results, we have demonstrated that, unlike many methods of the state of the art, our proposed color mapping is robust to changes of: illumination spectrum, illumination intensity, imaging devices (sensor, optic), imaging device settings (exposure, white balance), viewing conditions (viewing angle, viewing distance)

Cette thèse a pour objectif de développer un système de reconnaissance de structures logique des documents d'entreprises sans modèle. Il s'agit de reconnaître la fonction logique de blocs de textes qui sont importants à localiser et à identifier. Ce problème est identique à celui de la détection d'objets dans une scène naturelle puisqu'il faut à la fois reconnaître les objets et les localiser dans une image. A la différence de la reconnaissance d'objets, les documents d'entreprises doivent être interprétés sans aucune information a priori sur leurs modèles de structures. La seule solution consiste à développer une approche non supervisée basée principalement sur les relations spatiales et sur les informations textuelles et images. Les documents d'entreprises possèdent des contenus et des formes très hétérogènes car chaque entreprise et chaque administration créent son propre formulaire ou ses propres modèles de factures. Nous faisons l'hypothèse que toute structure logique de document est constituée de morceaux de micro-structures déjà observées dans d'autres documents. Cette démarche est identique en détection d'objets dans les images naturelles. Tout modèle particulier d'objet dans une scène est composé de morceaux d'éléments déjà vu sur d'autres exemples d'objets de même classe et qui sont reliés entre eux par des relations spatiales déjà observées. Notre modèle est donc basé sur une reconnaissance partie par partie et sur l'accumulation d'évidences dans l'espace paramétrique et spatial. Notre solution a été testée sur des applications de détection d'objets dans les scènes naturelles et de reconnaissance de structure logique de documents d'entreprises. Les bonnes performances obtenues valident les hypothèses initiales. Ces travaux contiennent aussi de nouvelles méthodes de traitement et d'analyse d'image couleurs de documents et d'images naturelles. / This digital revolution introduces new services and new usages in numerous domains. The advent of the digitization of documents and the automatization of their processing constitutes a great cultural and economic revolution. In this context, computer vision provides numerous applications and impacts our daily lives and businesses. Behind computer-vision technology, fundamental concepts, methodologies, and algorithms have been developed worldwide in the last fifty years. Today, computer vision technologies arrive to maturity and become a reality in many domains. Computer-vision systems reach high performance thanks to the large amount of data and the increasing performance of the hardware. Despite the success of computer-vision applications, however, numerous other applications require more research, new methodologies, and novel algorithms. Among the difficult problems encountered in the computer-vision domain, detection remains a challenging task. Detection consists of localizing and recognizing an object in an image. This problem is far more difficult than the problem of recognition alone. Among the numerous applications based on detection, object detection in a natural scene is the most popular application in the computer-vision community. This work is about the detection tasks and its applications.