Une thèse de Doctorat en cotutelle Algéro-Française entre l’Université des Sciences et de la Technologie d’Oran – Mohamed Boudiaf (USTO-MB) et l’Université de Toulouse III – Paul Sabatier (UPS-TLSE III) a été soutenue par un chercheur du CTS (ASAL), le lundi 17 décembre 2012 à l’USTO-MB dans le domaine du traitement du signal et de l’image: « Méthodes de séparation aveugle de sources et application à la télédétection spatiale » par Mr KAROUI Moussa Sofiane, Attaché de recherche à la Division Observation de la Terre (CTS).
Ce travail a été co-dirigé par M. DEVILLE Yannick (Professeur, UPS-TLSE III, France) et M. OUAMRI Abdelaziz (Professeur, USTO-MB, Algérie).
Résume
Méthodes de séparation aveugle de sources et application à la télédétection spatiale
Cette thèse concerne la séparation aveugle de sources, qui consiste à estimer un ensemble de signaux sources inconnus à partir d’un ensemble de signaux observés qui sont des mélanges à paramètres inconnus de ces signaux sources.
C’est dans ce cadre que le travail de recherche de cette thèse concerne le développement et l’utilisation de méthodes linéaires innovantes de séparation de sources pour des applications en imagerie de télédétection spatiale.
Des méthodes de séparation de sources sont utilisées pour prétraiter une image multispectrale en vue d’une classification supervisée de ses pixels.
Deux nouvelles méthodes hybrides non-supervisées, baptisées 2D-Corr-NLS et 2D-Corr-NMF, sont proposées pour l’extraction de cartes d’abondances à partir d’une image multispectrale contenant des pixels purs. Ces deux méthodes combinent l’analyse en composantes parcimonieuses, le clustering et les méthodes basées sur les contraintes de non-négativité.
Une nouvelle méthode non-supervisée, baptisée 2D-VM, est proposée pour l’extraction de spectres à partir d’une image hyperspectrale contenant des pixels purs. Cette méthode est basée sur l’analyse en composantes parcimonieuses.
Enfin, une nouvelle méthode est proposée pour l’extraction de spectres à partir d’une image hyperspectrale ne contenant pas de pixels purs, combinée avec une image multispectrale, de très haute résolution spatiale, contenant des pixels purs. Cette méthode est fondée sur la factorisation en matrices non-négatives couplée avec les moindres carrés non-négatifs.
Comparées à des méthodes de la littérature, d’excellents résultats sont obtenus par les approches méthodologiques proposées.
Mots-clés : séparation aveugle de sources, imagerie multi/hyperspectrale de télédétection spatiale, démélange spectral/spatial, analyse en composantes indépendantes, analyse en composantes parcimonieuses, factorisation en matrices non-négatives, moindres carrés non-négatifs, classification.