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)

Le tatouage invisible d’images d’identité imprimées sur un support en plastique est un problème difficile qui intéresse le monde industriel. Dans cette étude, nous avons développé un algorithme de tatouage robuste aux diverses attaques présentes dans ce cas. Ces attaques sont liées aux processus d’impression/numérisation sur le support plastique ainsi qu’aux dégradations qu’une carte plastique peut rencontrer le long de sa durée de vie. La méthode de tatouage opère dans le domaine de Fourier car cette transformée présente des propriétés d’invariances aux attaques géométriques globales. Une méthode préventive consiste en un prétraitement de l’image originale avant le processus d’insertion qui réduit la variance du vecteur support de la marque. Une méthode corrective comporte deux contre-attaques corrigeant le flou et les variations colorimétriques. Pour une probabilité de fausse alarme de 10⁻⁴, nous avons obtenu une amélioration moyenne de 22% par rapport à la méthode de référence lorsque seule la méthode préventive est utilisée. La combinaison de la méthode préventive avec la méthode corrective correspond à un taux de détection supérieur à 99%. L’algorithme de détection prends moins de 1 seconde pour à une image de 512×512 pixels avec un ordinateur classique ce qui est compatible avec l’application industrielle visée. / Invisible watermarking for ID images printed on plastic card support is a challenging problem that interests the industrial world. In this study, we developed a watermarking algorithm robust to various attacks present in this case. These attacks are mainly related to the print/scan process on the plastic support and the degradations that an ID card can encounter along its lifetime. The watermarking scheme operates in the Fourier domain as this transform has invariance properties against global geometrical transformations. A preventive method consists of pre-processing the host image before the embedding process that reduces the variance of the embeddable vector. A curative method comprises two counterattacks dealing with blurring and color variations. For a false alarm probability of 10⁻⁴, we obtained an average improvement of 22% over the reference method when only preventative method is used. The combination of the preventive and curative methods leads to a detection rate greater than 99%. The detection algorithm takes less than 1 second for a 512×512 image with a conventional computer, which is compatible with the industrial application in question.

Les satellites d'observation de la Terre fournissent des données multi-spectrales et panchromatiques ayant différentes résolutions spatiales, spectrales, temporelles, et radiométriques. La fusion d'une image panchromatique ayant une haute résolution spatiale, mais une basse résolution spectrale avec une image multi-spectrale ayant une basse résolution spatiale mais une haute résolution spectrale est très utile dans de nombreuses applications de télédétection nécessitant à la fois de hautes résolutions spatiales et spectrales. Dans l'image fusionnée les structures et les objets sont bien rehaussés et la classification de ces objets devient plus précise. Ces techniques de traitement d'image sont connues sous le nom de pansharpening ou techniques de fusion de résolutions. Dans cette thèse, trois algorithmes sont proposés pour la fusion dont deux dans la catégorie de substitution de composantes où nos principales contributions consistent à utiliser la transformée IHS et à rehausser la bande verte dans les zones de végétation. Dans le premier algorithme, la végétation est détectée en utilisant l'indice NDVI et le rehaussement de la végétation est effectué avant le processus de fusion. En revanche, pour le second algorithme le rehaussement de la végétation se fait après le processus de fusion et la végétation est délimitée à l'aide d'un nouvel indice (HRNDVI) proposé pour des images de hautes résolutions. HRNDVI est utilisé dans l'extraction de la végétation, même dans le cas complexe des zones urbaines où la végétation est dispersée. Ainsi, en utilisant HRNDVI, une nouvelle méthode a été proposée et testée pour extraire la végétation. Le troisième algorithme de pansharpening est inclus dans la catégorie multi-résolution basée sur la transformée NSCT. L'amélioration des résultats est assurée par l'utilisation d'un nombre de niveaux de décomposition réduit pour les images multi-spectrales et un nombre plus élevé de niveaux de décomposition pour l'image panchromatique. Cette stratégie permet d'aboutir à des résultats visuels et quantitatifs satisfaisants. En outre, la contribution de la thèse se trouve aussi dans l'évaluation de la qualité des images fusionnées. C'est ainsi qu'un nouveau protocole pour l'évaluation de la qualité est proposé. En fonction de l'application visée, il peut être réglé pour favoriser la qualité spectrale ou spatiale.