Am

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Amélioration du prétraitement radiométrique et
géométrique des images aéroportées PELICAN

• ARNAL Etienne
• ISEN 2007

Mémoire de fin détudes
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Plan

• Le système PELICAN
• Linstrument
• Le prétraitement
• Le logiciel
• B. Inventaire des problèmes liés au prétraitement
• C. Amélioration de la correction radiométrique
• Prise en compte de lévolution temporelle du
  courant dobscurité
• Filtrage des coefficients dégalisation
• Référencement des colonnes aberrantes
• D. Amélioration de la correction géométrique
• Variation des décalages sur un axe
• Calcul des décalages sur les zones peu texturées
• E. Vue générale des améliorations implémentées

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A. Le système PELICAN

1. Linstrument

GPS
Acquisition multi-canal panchromatique RVBI (mode
Pléiades)
CCD 16 Mégapixels (40964106)
Anti-blooming Dyn gt 2000 niv de gris

Socle damortissement pour les vibrations
Time Delay Integration (Compensation de filé)
Lecture des CCD à 8MHz (une acquisition / 3.5 sec)
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RAPPEL Le TDI
Direction avion
sol
Nous sommes en vol, Lexposition commence







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RAPPEL Le TDI
Direction avion
imprimé du sol
Lavion avance
sol







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RAPPEL Le TDI
Direction avion
On transfert les charges dune ligne à la
suivante, Pour décaler toutes les lignes
imprimé du sol
sol







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RAPPEL Le TDI
Direction avion
Le signal dun point donné au sol continu dêtre
accumulé dans le bon pixel
imprimé du sol
sol







Et on recommence
Pendant le temps dintégration, on vide les
lignes du CCD de manière synchronisée avec la
vitesse de défilement de limage du sol sur le
CCD, on peut donc augmenter le temps
dintégration.
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A. Le système PELICAN
2. Le prétraitement
Level 1a
Level 0
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A. Le système PELICAN
3. Le logiciel
Outils
I.H.M

• - MEDICIS
• - ORION
• Programmes C
• Scripts

Exécution dune commande
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A. Le système PELICAN
3. Le logiciel
Interpolation en ligne des colonnes aberrantes
MEDICIS grille éparse (9898) sur images
brutes Sélection des coeff de corrélation gt 0.7
ORION grille éparse (206206)
ORION sur images égalisées corrigées
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B. Problèmes liés au prétraitement (1/2)

• Pixels aberrants
• Poussières
• Réflexions
• Floues
• Saturations

Problème de correction radiométrique
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B. Problèmes liés au prétraitement (2/2)

• Registration sur zones peu texturées

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C. Amélioration de la correction radiométrique
1. Prise en compte de lévolution temporelle du
CO (1/2)

• Temps de chauffe des caméras 2h,
• Les caméras sont alimentées par lavion,
• ? Les CO évoluent le long dun chantier.

- Une image ? une bande dobscurité (409610), -
La scène pollue la bande dobscurité, surtout les
3 premières colonnes et la dernière.
Influence de la dernière colonne de limage sur
la bande dobscurité
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C. Amélioration de la correction radiométrique
1. Prise en compte de lévolution temporelle du
CO (2/2)

• TDI ? quelques lignes très peu exposées en bas
  de limage, donc la bande dobscurité y est très
  peu polluée.
• La médiane des 5 pixels centraux de la dernière
  ligne de la bande dobscurité semble donner une
  bonne estimation du courant dobscurité moyen de
  limage

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C. Amélioration de la correction radiométrique
2. Filtrage des coefficients dégalisation
Matrice des coefficients dégalisation

• La matrice des coefficients dégalisation est
  composée principalement de 3 signaux
• Le vignettage, qui caractérise loptique,
• Une texture qui représente les barrettes CCD,
• Les impuretés (par ex les poussières sur
  loptique)

Nous allons nous intéresser à deux types de
filtrage qui permettent daméliorer la correction
des poussières. - Le filtre anti-poussières -
Le filtre TDI
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C. Amélioration de la correction radiométrique
2. Filtrage des coefficients dégalisation
Le problème des poussières

• Légalisation engendre lapparition dune tâche
  claire en dessous de la poussière,
• Le décalage de la poussière entre limage brute
  et les coefficients dégalisation est dû à
  lutilisation du TDI,
• La poussière peut se déplacer entre les
  acquisitions et létalonnage.

Image brute Coefficients dégalisation Image égalisée

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C. Amélioration de la correction radiométrique
2. Filtrage des coefficients dégalisation
Filtre anti-poussières (1/2)
Supprimer les poussières sur la matrice des
coefficients dégalisation 1- On travaille sur
des petites imagettes (vignettage constant), 2-
On détecte les variations locales, 3-
Interpolation bilinéaire sur ces zones.
Utiliser ce filtre permet de ne pas corriger les
poussières
Poussière détectée et interpolée
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C. Amélioration de la correction radiométrique
2. Filtrage des coefficients dégalisation
Filtre anti-poussières (2/2)
Image égalisée avec les coefficients bruts (à
gauche) et avec les coefficients filtrés
anti-poussières (à droite)
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C. Amélioration de la correction radiométrique
2. Filtrage des coefficients dégalisation
Filtre TDI (1/3)
Estimer leffet du TDI sur la matrice des
coefficients dégalisation
Sur les acquisitions en laboratoire, la valeur du pixel i, j ne dépend que des caractéristiques de la cellule i, j, alors que sur les images prises en vol, la valeur du pixel i, j dépend des caractéristiques de toutes les cellules de i, j à iN, j, avec N le nombre de pixels compensés par le TDI.
N-1 fois
Utiliser ce filtre permet de corriger les
poussières plus précisément
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C. Amélioration de la correction radiométrique
2. Filtrage des coefficients dégalisation
Filtre TDI (2/3)
Image égalisée avec les coefficients bruts (à
gauche) et avec les coefficients filtrés TDI (à
droite)
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C. Amélioration de la correction radiométrique
2. Filtrage des coefficients dégalisation
Filtre TDI (3/3)
Image égalisée avec les coefficients bruts (à
gauche) et avec les coefficients filtrés TDI (à
droite)
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C. Amélioration de la correction radiométrique
3. Référencement des colonnes aberrantes
Il y a deux catégories de pixels aberrants -
les portions de colonnes (qui restent toujours
aberrantes), - les pixels isolés (qui souvent
redeviennent normaux).
Un pixel aberrant est un pixel dont les
caractéristiques (niveau dobscurité et/ou
dynamique) sont fortement différentes des autres
pixels. Le pixel (X,Y) est donc déclaré aberrant
ssi les deux conditions suivantes sont vérifiées
La variable K permet à lutilisateur de
définir la tolérance du système - K petit ?
beaucoup de pixels aberrants - K grand ? peu de
pixels aberrants - Valeur typique K 4
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D. Amélioration de la correction géométrique
1. Variation des décalages sur un axe
À partir des grilles de rééchantillonnage

• Variations des décalages plus fortes en colonne
  quen ligne,
• Variations faibles de la valeur moyenne (0.5
  pix),
• Ecart type quasi-constant,
• Bande bleue temps dintégration plus long donc
  plus sensible à la dérive ?floue, dédoublement
• ?faux points homologues

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D. Amélioration de la correction géométrique
2. Calcul des décalages sur les zones peu
texturées (1/2)
Le problème
Points utilisés pour calculer le modèle polynomial
MEDICIS, corrélation Seuillage CRIT_PRECIS gt 0.7
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D. Amélioration de la correction géométrique
2. Calcul des décalages sur les zones peu
texturées (2/2)
Une solution
On applique un décalage moyen déterminé à partir
dimages très texturées du même axe
dilatation
On garde les décalages calculés
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E. Vue générale des améliorations implémentées
Correction radiométrique
Correction géométrique
Rééchantillonnage
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Remerciements
Roger FJØRTOFT Jérôme RATIER Joël
DUFFAUT Christian THOM Jean Marc
DELVIT Christophe LATRY Lensemble du service
DCT/SI/EI
Questions ??