Analyse du mouvement fluide 2D Caractérisation du mouvement dans une séquence d'images par la localisation et le suivi de points singuliers |
Contacts: M. Maurizot, P. Bouthemy, B. Delyon (projet sigma 2)
Description de la démonstration |
Dans cette démonstration, développée dans le cadre de la thèse de M. Maurizot, nous nous intéressons à l'analyse spatio-temporelle de mouvements fluides 2D dans une séquence d'images météorologiques. L'identification de modèles affines de mouvement peut généralement permettre l'interprétation d'un tel mouvement à condition que ces approximations au premier ordre soient considérées sur un voisinage approprié des points dits singuliers (points où la vitesse est nulle). Nous proposons une méthode performante, basée sur une approche statistique, adaptative et itérative, utilisant un critère de type biais-variance et sélectionnant les positions successives et la taille de la fenêtre de calcul à partir d'une fenêtre initiale quelconque. Elle permet de localiser, caractériser et suivre le centre de perturbations atmosphériques (points singuliers où la vitesse est nulle) dans une séquence d'images. Cette méthode ne nécessite pas le calcul préalable du champ des vitesses. Elle a été validée par des expériences réalisées sur plusieurs types de séquences d'images.
Résultats |
Nous présentons ici des résultats obtenus sur une séquence d'images météorologiques prises par le satellite Meteosat dans le canal vapeur d'eau le 18 octobre 1989 entre 9h et 23h30 à raison d'une image toutes les demi-heures.
Suivi temporel du centre de la perturbation atmosphérique |
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L'algorithme mis en oeuvre |
Le modèle affine de mouvement 2D est calculé directement à l'aide d'un estimateur robuste multi-résolution s'appuyant sur les gradients spatio-temporels de l'intensité ; cette méthode a été développée dans le projet VISTA. |
La fenêtre de calcul (délimitée par un rectangle blanc) servant à l'estimation du mouvement affine, et donc à la localisation du point singulier (représenté par une croix blanche), évolue en taille et en position en fonction de la localisation estimée du point singulier à chaque itération de l'algorithme. |
Tracé du champ de vitesse correspondant au modèle de mouvement affine estimé dans la fenêtre d'estimation finale (élargissement de cette zone). Le mouvement est bien caractérisé comme correspondant à un enroulement spiralé. |
L'algorithme de suivi des points singuliers dans la séquence d'images météorologiques reprend naturellement la méthode de localisation des points singuliers à la seule différence que la fenêtre initale de calcul utilisée pour la localisation de chaque point singulier dans l'image t+1 est la fenêtre finale de calcul validée dans l'image t. |
Applications |
Collaborations |
Références |
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