HIGH ACCURACY CORRELATOR
Contents
1. utilisateur doit d finir les dimensions des fen tres de corr lation et de r f rence la dimension de la grille de corr lation et si ventuellement nous souhaitons que le processus de corr lation prenne en compte un ventuel cart en lignes et en colonnes d j constate entre les images Nous avons la possibilit galement de choisir parmi un ensemble de m thodes d interpolation pour calculer le pic de corr lation pour chacun de n ud de la grille Le processus de corr lation se d roule de la mani re suivante Pour chaque n ud de la grille de corr lation d finie par l utilisateur et pour chacune des images corr ler se proc de l extraction d un buffer des dimensions gales a celle d finies en 2xN 1 x 2XN 1 Pour les m mes coordonn es le programme fait galement une extraction de d un buffer de dimensions gales celles d finies en 2XN 1 x 2xN 1 Le programme proc de alors corr ler chaque point du buffer de la fen tre corr ler avec chaque point de la fen tre de r f rence avec un processus de buffer d roulant La valeur de chaque corr lation est stock e dans un buffer interm diaire Une fois que tous les points de la fen tre corr ler ont t corr l s se proc d au calcul du pic maximum de corr lation en utilisant la m thode d interpolation choisie A nsi nous affectons au n ud de la grille le pic de corr lation ainsi calcul et les carts en lignes et en2. Simsar SIMS8R20 aux a SIMSAF SIMSAR20 hdr a SiMSAr r Correlation parameters Output results Correlation window Height I Correlation pike Explorate window Height mr I Column disparity x E I Row disparity Grid top left comer Row Nome file I Disparity magnit Grid steps Row I Correlation plan Tipo file X Annulla men ZA Global Shift Rw e gt F Interpol Method Bicubic z Output directory c SYSTEM jA di re E 3 Programmi DEEDEE E C Correlation_990525 c123_990531 c123_001_001_StatProduct cor e Correlation_990525 c123_990531 c123_001_001_WindowProduct cor LIBERO Start 3 8 D RPFXKARS A j APAE SJRisorse Figure 1 IHM principal que permet de d finir les param trage de la corr lation L TIHM secondaire permet l utilisateur de trouver le path et le nom de l image de r f rence Le m me processus se r p te pour d finir la liste des images corr ler Technical Note High Accuracy Correlator Page 11 Reference product Selected source files Source file path D Simsar20 Correlation parameters NCol NRow Nb planes Plane 200 Correlation window Width L Height p 1275 1 1 1 Explorate window width Height p Coding rule Depth LSB MSB MSB LSB C 8bits Grid top left comer Col Grid steps Col Global Shift Col Interpol Method Bicubic Output directory c SYSTEM hal BES I Programmi a Correlation_990525 c123_990531 c12
3. colonnes estim s Un exemple de param tres de corr lation est montr dans la Figure 3 Chacun de champs demand s est d crit ci dessous e Correlation Window Il est d fini ici la dimension Width Colonnes Height Lignes de la fen tre de corr lation sur l image corr ler Ainsi la dimension de la fen tre sera gale a 2x Width 1 x 2xHeight 1 e Explorate window On doit d finir ici la dimension de la fen tre d exploration de l image de r f rence dimension de la fen tre d roulante e Grid Top Left Corner L utilisateur peut choisir de corr ler seulement une partie de l image en s lectionnant le coin sup rieur gauche de l image corr ler e Global Shift L utilisateur peut galement indiquer un d placement global initial entre l image de r f rence et limage corr ler Technical Note High Accuracy Correlator Page 7 Interpolation Method L utilisateur peut choisir entre quatre m thodes d interpolation pour realiser le calcul du pic maximum de corr lation La s lection d une m thode ou autre d interpolation va d pendre des caract ristiques g om triques et radiom triques des images corr ler La phase d tude et conception de ce logiciel a montre que la m thode de corr lation donnant les meilleurs r sultats en g n ral est la m thode d interpolation bi cubique Cette phase a montre que la pr cision de la corr lation est sup rieur a 0 03 pixels C
4. grille correspondant la valeur du Pic de corr lation les d placements X Y d termin s et le module des d placements distance cart sienne VX Y Nous obtenons ainsi 4 images 1 Image pic de corr lation qui donne une mesure de confiance des d placements estim s 2 Image D placement X erreur d tect e en X 3 Image D placement Y erreur d tect e en Y 4 Image de D placements donne le module des erreurs en X Y Technical Note High Accuracy Correlator Page 17 Compte tenu des erreurs constat es visuellement sup rieures normalement un pixel nous n avons pas consid r l impl mentation d une m thode d estimation du maximum de corr lation avec de d placements souspixel Ainsi nous avons d velopp un logiciel qui permet de d finir facilement les diff rents param tres expos s ci dessus ainsi que les choix des diff rents fichiers image intervenant dans la corr lation automatique En sortie cet outil fourni pour chacun des fichiers corr l s un fichier de dimension nb _lignes Pas grille correlation nb colonnes Pas grille correlation soit 46 par 16 pixels et 4 plans image la valeur du pic de corr lation Module des carts AX AY Figure 2 Image du Nord de 1 Australie du 1 06 1999 image invers e consid r e comme image de r f rence pour les estimations des erreurs g om triques 1 6 PRESENTATION DES RESULTATS Compte tenu des nuages pr sent
5. me commentaires que pr c demment 990521 OK M me commentaires que pr c demment OK 990522 M me commentaires que pr c demment 990523 Dans la zone inf rieure gauche les erreurs sont de l ordre d 1 pixel 990524 OK Bonne corr lation Pas d erreurs d tect es Les valeurs basses de corr lation se correspondent avec des nuages sur l image 990525 Malgr une corr lation de 60 on d tecte sur la r gion droite de l image des erreurs sup rieures 2 pixels 990526 OK Bonne corr lation Pas d erreurs d tect es Les valeurs basses de corr lation se correspondent avec des nuages sur l image 990527 Erreur globale sup rieure 1 pixel x 1 y 0 Vers la partie gauche l erreur augmente x 2 y 0 990528 OK Bonne corr lation Pas d erreurs d tect es Les valeurs basses de corr lation se correspondent avec des nuages sur l image 990529 Autour du centre image les erreurs peuvent tre sup rieures 1 pixel 990530 Comme dans le cas pr c dent les erreurs peuvent tre sup rieures 1 pixel au centre de l image La partie droite des probl mes de corr lation due aux nuages 990531 OK Bonne corr lation Pas d erreurs d tect es Les valeurs basses de corr lation se correspondent avec des nuages sur l image 990601 Image de R f rence 990602 D tection d erreur croissante de droite gauche que va d 1 5 pixels Il y a 4 types diff rents d erreurs que
6. viendrait galement l appui de la premi re hypoth se pas assez de points de contr le dans la r gion d int r t Technical Note High Accuracy Correlator Page 21 Cet ensemble d images ne nous permet pas d identifier notre niveau de connaissance de la cha ne de traitement d images VEGETATION du CTIV la cause sp cifique des d calages observ s mais nous pouvons avancer quelques hypoth se d tude La proc dure permet d identifier d entr e les images les plus probl matiques pour les th maticiens ainsi que d avoir une connaissance pr cise de ces erreurs qui pourra tre prise en compte au moment de leur interpr tation Nous fournissons pour ce faire les figures 3 les fichiers num riques correspondants sont disponibles aux utilisateurs qui permettent de conna tre le degr de gravit de l erreur l int rieur de l image et de savoir si celle ci volue son int rieur de combien et dans quel sens Dans le cas o l on souhaiterait r aliser une m thode de d tection automatique les images de corr lation seraient tr s utiles afin de pouvoir d tecter la v ritable position d un pixel homologue sur une date donn e Technical Note High Accuracy Correlator Page 22
7. 1 1 1 CONFIGURATION MINIMALE DU PROGRAMME Le logiciel HAC a t d velopp pour tre ex cut de mani re optimale sur un syst me ayant au moins les caract ristiques suivantes Pentium Il 266 Mhz ou plus RAM 64 Mb ou plus HD 6 Gb ou plus Lecteur de CD ROMxd Windows NT 4 0 1 1 2 INSTALLATION DES FICHIERS D INSTALLATION Il s agit du premier pas de la proc dure d installation Elle consiste en la copie des fichiers sur le disque h te ou le programme HAC sera install Pour ce faire suivre les pas suivants Aller au butons Start de la barre d outils de Windows au menu Execute Ecrire le nome du r pertoire ou se trouve le fichier setup exe Par exemple d Setup exe si votre CD ROM se trouve en d Choisir le r pertoire d installation du logiciel HAC Par d faut le setup va vous proposer C Program files CORRELATOR Technical Note High Accuracy Correlator Page 3 Si certains fichiers ne peuvent pas tre install s contacter votre assistant syst mes Si tout s est d roule correctement vous devriez avoir les fichiers suivants dans le r pertoire d installation que vous avez choisi avec les dimensions suivantes par d faut C Program files CORRELATOR IhmCorrelator exe 108 Kbytes Correlator exe 272 Kbytes Le fichier St 6unst log contient l information relative la proc dure d installation Celui ci peut tre utilis par l installateu
8. 3_001_001_StatProduct cor a Correlation_990525 c123_990531 c123_001_001_WindowProduct cor ETES AT al Asa SAAP ArII m gt Faasino EJRisorse del Corelatortool Note Corel Ho MEL 1214 Figure 2 Une fois d fini le fichier image de r f rence s ouvre une nouvelle IHM pour d finir les param tres de l image Ncol Nombre de colonnes image Nrow Nombre de Lignes Image Nb Planes Nombre de plans image Plane Plane image qui sera utilise pour la corr lation 8bits 16bits Indique la codification de l image et LSB MSB MSB LSB Indique la r gle de codage Ce m me processus est utilis pour d finir galement les caract ristiques des images corr ler Technical Note High Accuracy Correlator Page 12 Correlator tool Reference product Ste si Selected source files d simsar23 El d Vsimsar50 J Documenti Corelation parameters r Output results Correlation window Width 50 Height I Correlation pike Explorate window Width 20 Height MES TCSENT F Row disparity Grid top left corner Col 1 Row rate Grid steps Col 100 I Correlation planes Global Shift Col p Row I Row and Col Average Interpol Method Bicubic bd Output directory c SYSTEM pal ET 4 Programmi 3 Correlation_990525 c123_990531 c123_001_001_StatProduct cor E Correlation_990525 c123_990531 c123_001_001_WindowProduct cor LIBERO Sr ee SOE aD Astan HA0GO94rFK4ASS amp
9. a HjFisose del conputes Note_Corelateur d Correlator tool mene Q 1225 Figure 3 D finition des param tres de la corr lation L utilisateur va d finir en cette partie l ensemble de param tres d finissant le processus de corr lation Corr lation Window Fen tre Image de Corr lation Explorate Window Fen tre d exploration de l image de r f rence Grid Top Left Corner D finition de la grille de corr lation Coin sup rieur gauche Grid Steps d finition du pas de la grille de corr lation Global Shift Ecart global entre l image de r f rence et les images a corr ler Interpol Method M thode d interpolation pour le calcul du pic de corr lation Technical Note High Accuracy Correlator Page 13 Execute process ConelProcess is now correlating products Simsar20 SIMSAR23 0 Risorse F Note_C E Programmi E3 Correlat Execute TE NE 12 55 Figure 4 Fen tre indiquant l ex cution du processus de corr lation avec un ascenseur montrant le niveau de traitement pour chacune des images qui sont corr l es Technical Note High Accuracy Correlator Page 14 ANNEXE 2 EXEMPLE D UTILISATION NOTE Ispra le 8 mars 2004 105 840 ccm 04 De C CARMONA MORENO J A MORENO RUIZ E BARTHOLOME A Alan BELWARD GVM unit J M GREGOIRE GEIS project Gilbert SAINT CNES Programme VEGETATION Patrice HENRY CNES CST QTIS GC Jean Fra oi
10. d placement ne peut pas tre sup rieure 15 pixels Technical Note High Accuracy Correlator Page 16 Image de Reference Image a Correler Chaque point de la grille jaune represente E Fenetre de recherche l endroit ou il y aura une correlation entre l image de reference et la partie correspondente de l image a correler Fenetre de correlation Dans cet exemple il y aura 9 valeurs de correlation On prends le maximum appele Pic de Correlation des 9 valeurs de correlation Le pic de correlation est affecte a chaque point du croissement des lignes de la grille de correlation rosel Figure 1 Algorithme de corr lation utilis Ainsi pour chaque point de la grille on corr le la fen tre de recherche avec tout point de la fen tre de corr lation Cette op ration nous donne un ensemble de valeurs de corr lation La valeur maximale de cet ensemble correspond avec le point du maximum de ressemblance dit pic de corr lation entre la fen tre de recherche et la fen tre de corr lation La valeur du pic de corr lation donne une mesure de la confiance que nous pouvons affecter telle mesure 0 mesure non fiable et 100 mesure tr s fiable La distance entre le centre de la fen tre de corr lation et la position du maximum de corr lation donne le d placement ou erreur de superposition entre les deux images suppos es tre parfaitement superposables Nous affectons au point de la
11. e JOINT RESEARCH CN CENTRE Institute for EUROPEAN COMMISSION ao i Environment and Sustainability HIGH ACCURACY CORRELATOR Author C sar CARMONA MORENO January 2003 High Accuracy Correlator EUR 20679 EN Table de mati res OBJECTIFS DU DOCUMENT ET INTRODUCTION sssssansnssnsnnnnnenennnnnnnnnnnnnnnnnnne 2 MANUEL D INSTALLATION nues near annaecneans een cunteeienenannrninags 3 1 1 L installation pas pas ssssssssnsnsennenenesneneneeenennenennsnnnsnnnennsnsnsese 1 1 1 Configuration Minimale du Programme 1 1 2 Installation des Fichiers d Installation s s seseessessesesesessessssesseetssressssestessntsetesestsenerstnrsseseseees 3 1 1 3 Installation des Fichiers Executables et Execution du Programme HAC ssssssesssssisesssssesrssereseees 4 MANUEL D UTILISATION aanenenanednnannennannninnennnennninnennnnde 5 1 2 Description G n rale des Fonctionalit s du Programme HAC ss 5 1 3 Param tres d Ex cution seems 1 3 1 IHM de Parametrage et Parametres 1 3 1 1 D finition des Images Corr ler sn 6 1 3 1 3 Les Fichiers de Sortie du Corr lateur ss 8 BIBLIOGRAPHIE Si an de ne a titane 10 ANNEXE 1 FIGURES sation enr aeria eaoaai eia aaen 11 ANNEXE 2 EXEMPLE D UTILISATION nn ssssssnennnnnse 15 1 4 Donn es d Entr e sssssmeeneeenenennennnennnnennnennsnse 16 1 5 Description du Processus d Evaluation Effectu e ssesessesoreseoseseosesoseseosesoseseorcseseo
12. es instruments MERIS MODIS pour valider ou v rifier la superposabilite multi spectrale multi temporelle et de localisation absolue a partir de s ries temporelles d images de t l d tection mais elle a permit galement l tude de suivi dynamique des d formations de murs lors des simulations de tremblement de terre dans le cadre des exp riences du laboratoire ELSA de l institut IPSC du CCR Technical Note High Accuracy Correlator Page 2 MANUEL D INSTALLATION Ce paragraphe contient les l ments n cessaires pour r aliser l installation du logiciel HIGH ACCURACY CORRELATOR HAC Le logiciel HAC est livre sur un support CD ROM organise comme suit setup exe file contenant ex cutable qui permet l installation automatique du logiciel README rtf contient en format abr g le contenu du manuel d installation Admin repository contient le mat riel pour assister l administrateur du syst me en cas d erreur lors de l installation du logiciel 1 1 L INSTALLATION PAS A PAS Le logiciel HAC doit tre install en deux tapes La premi re consiste en la copie des tous les fichiers d installation sur le disque h te ou se trouvera le HAC La deuxi me partie consiste en l installation proprement dite et la configuration du logiciel pour l ex cution La proc dure d installation doit tre r alis e par l Administrateur des Syst mes ou quelqu un ayant ces privil ges
13. ette pr cision de la corr lation est largement sup rieure aux besoins courants des utilisateurs en T l d tection pour les applications civiles 1 3 1 3 Les Fichiers de Sortie du Corr lateur L utilisateur peut choisir entre 6 sorties diff rentes qui vont lui donner une id e pr cise de la correspondance g om trique entre l image de r f rence et l image de corr lation Ces sorties sont rang es de la mani re suivante Fichier Grille de Corr lation Ce fichier image peut contenir selon le choix de l utilisateur jusqu quatre matrices ou layers d crivant les r sultats de la corr lation La dimension de chacun de ces layers ranges au format BSQ est quivalente au nombre de n uds de la grille de corr lation Sa visualisation donne a l utilisateur une id e claire de la distribution spatiale des r sultats de la corr lation Il est conseille l utilisateur la s lection syst matique des tous les layers intervenant dans ce fichier 1 Layer Correlation Peak Ce layer contient le r sultat pour chaque n ud de la grille de corr lation du pic de corr lation issue de l interpolateur Ce r sultat donne une id e claire a l utilisateur quant a la qualit du processus de corr lation entre les deux images Les valeurs de ce layer sont donn es en 16 bits cod es LSB Les r sultats varient entre 1 1 La valeur absolue de ces r sultats peut tre interpr t e comme 0 mauvaise corr la
14. ion g om trique de l image Technical Note High Accuracy Correlator Page 15 1 4 DONNEES D ENTREE L ensemble d images VEGETATION est de type S1 elles correspondent aux dates et coordonn es g om triques suivantes e Dimension de l image d entr e 2353 col x 863 lignes e Coordonn es g ographiques 125 Long 10 Lat gt 146 Long 17 696429 Lat e Dates 18 05 1999 gt 11 06 1999 soit 25 jours de donn es journali res 15 DESCRIPTION DU PROCESSUS D EVALUATION EFFECTUE Nous avons appliqu un processus de corr lation lin aire automatique entre une image dite de r f rence image qui doit avoir le moins de nuages possible et une proportion de terres visibles la plus grande possible et chacune des autres images du data set Avec ces caract ristiques nous avons choisi limage 900601 du 01 06 1999 comme image de r f rence voir figure 2 Il faut galement d finir une grille de corr lation avec un pas r gulier nous avons consid r un pas de 51 pixels la dimension de la fen tre de recherche qui est une sous image de l image de r f rence nous avons utilis une fen tre de 21x21 pixels ainsi que la dimension de la fen tre de corr lation qui est une sous image de l image corr ler nous avons utilis une fen tre de 51 pixels voir figure 1 En faisant le choix des dimensions de la fen tre de recherche et de la fen tre de corr lation nous consid rons que l erreur de
15. matrices de corr lation valider nouvelles m thodes d interpolation pour le calcul du pic de corr lation e Fichier Row and Col Average Il s agit d un fichier texte contenant les r sultats statistiques de la Grille de Corr lation Il s agit de la moyenne et d viation standard du pic de corr lation de la disparit en lignes et en colonnes de chaque file et chaque colonne de la grille de corr lation Technical Note High Accuracy Correlator Page 9 BIBLIOGRAPHIE Ce corr lateur a t utilise en diverses occasions 1 Carmona Moreno C Moreno Rui z J A and Bartholom E 1999 Evaluation de la Qualit G om trique Superposition Multi temporelle des images VEGETATION re ues lors de la campagne FRACTAL en Australie Technical Report Num 1 99 173 ofthe European Commission European Commission Joint Research Centre Institute of Environmnet and Sustainability Ispra Italy voir r sum dans l annexe Exemple d Utilisation 2 Carmona Moreno C 2003 VEGETATION L Band image Processing System Geometric Performances and Spatio Temporal Stability International Journal of Remote Sensing vol 24 in press Technical Note High Accuracy Correlator Page 10 ANNEXE 1 FIGURES BE Cercain 2 GEE E fa gl cl e1_04 OCT 1997_60 369_90 130 lan a Simsarz e1_04 0CT 1997_60 369_90 130_e2_05 0CT 1997_60 377_90 lan a SIMSAF e2_05 0CT 1997_60 377_90 125 lan a SIMSAF Simsar20 a
16. probablement se correspondent avec les diff rents passages faisant partie de la mosa que 990603 OK Bonne corr lation Les erreurs d tect es sont dues la discontinuit de l image Technical Note High Accuracy Correlator Page 19 990604 Erreurs sup rieures 1 pixel sur la seule r gion image visible 990605 OK Bonne corr lation Pas d erreurs d tect es Les valeurs basses de corr lation se correspondent avec des nuages sur l image 990606 OK Bonne corr lation Pas d erreurs d tect es Les valeurs basses de corr lation se correspondent avec des nuages sur l image 990607 Images tr s nuageuses donnant en cons quence des erreurs de corr lation en cons quence La seule petite partie de l image visible a une bonne correction 990608 Erreur de traitement acquisition de l image 990609 Erreur sur le centre et partie droite de l image avec des erreurs de sup rieures au 1 pixel 990610 La corr lation sur la partie droite de l image est de l ordre de 60 mais nous pouvons tout de m me d tecter des erreurs sur la partie droite de l image sup rieures au 1 pixel 990611 OK Bonne corr lation Pas d erreurs d tect es Les valeurs basses de corr lation se correspondent avec des nuages sur l image Les figures 3 a et 3 b montrent les images correspondantes au maximum de corr lation ainsi qu au module de l erreur Les codes des couleurs sont donn s dans le tableau sui
17. r pour valider ou corriger le processus d installation 1 13 INSTALLATION DES FICHIERS EXECUTABLES ET EXECUTION DU PROGRAMME HAC Le logiciel HAC dans la version 1 3 auto configure pendant la premi re ex cution Il va cr er un r pertoire tmp dans le cas ou il n existe pas ou des r sultats interm diaires seront stockes Les deux fichiers ex cutables ThmCorrelator exe et Correlator exe doivent se trouver dans le m me r pertoire Une fois l installation finie l administrateur peut quitter le syst me L utilisateur peut ainsi se connecter et utiliser le logiciel HAC a partir de la barre d outils de Windows ou de la mani re suivante Start Programs CORRELATOR Correlator Tool Technical Note High Accuracy Correlator Page 4 MANUEL D UTILISATION 1 2 DESCRIPTION GENERALE DES FONCTIONALITES DU PROGRAMME HAC Le logiciel HAC a t con u pour la validation g om trique superposition multi temporelle superposition multi spectrale et localisation absolue des images SPOT VEGETATION pr trait es en Bande L par les stations de r ception locale de mani re sp cifique et des images ou matrices num riques au format BSQ de mani re g n rale cod es sur 8 bits et 16 bits en LSB et ou MSB L utilisateur peut choisir parmi une liste d images pr sentes sur le disque au format BSQ une image de r f rence ainsi qu une liste d images corr ler et pour chacune des images choisies le canal qu in
18. rr l e avec un fichier d en t te d crivant le contenu du fichier nom des produits intervenant dans la corr lation noms num ros des canaux intervenant dans la corr lation nombre de lignes et de colonnes des images dimension de la grille de corr lation dimension de la fen tre de corr lation dimension de la fen tre corr ler pas de corr lation type d interpolateur nombre de bits de l image nombre de plans obtenus en sortie types des plans dans l ordre de rangement dans le fichier contenant l utilisateur pourra choisir parmi la liste de plans r sultats suivants format BSQ e Le pic du maximum de corr lation de chaque fen tre de corr lation calcul avec la m thode d interpolation choisie Cette valeur peut tre interpr t e comme le degr de ressemblance entre les sous images compar es Technical Note High Accuracy Correlator Page 5 e _L cart en lignes d tect par rapport l image choisie comme r f rence e L cart en colonnes d tect par rapport l image choisie comme r f rence e Le module distance euclidienne des carts d tect s par rapport l image de r f rence e Un autre fichier unique par image corr l e avec un fichier d en t te d crivant le contenu du fichier nom des produits intervenant dans la corr lation noms num ros des canaux intervenant dans la corr lation nombre de lignes et de colonnes des images nombre de lignes et de colonnes des image
19. s caract ristiques des images 1 3 1 IHM DE PARAMETRAGE ET PARAMETRES La figure 1 montre la premi re IHM peut tre divis e en quatre parties fonctionnelles diff rentes 1 3 1 1 D finition des Images Corr ler Celle ci est la premi re partie de l IHM principal Elle est situ e dans la partie sup rieure de IHM de param trage principal et permet l utilisateur de d finir le path de l image de r f rence ainsi que la liste d images de corr lation auxquelles seront appliqu es le processus de corr lation Les param tres remplir dans cette partie de IHM sont Technical Note High Accuracy Correlator Page 6 1 Reference Product L utilisateur doit indiquer ici le path et le nom de l image de r f rence qui sera utilis e par le processus de corr lation Le bouton situe sur la droite de la zone d criture assiste l utilisateur a trouver le fichier contenant les donn es dans l ensemble de r pertoires de l ordinateur Une fois le fichier s lectionn une nouvelle IHM s ouvre pour pouvoir d finir les caract ristiques de l image voir Figure 2 2 Selected Source Files L utilisateur indique ici le path et les noms des fichiers images que seront corr l s avec l image de r f rence 1 3 1 2 Les Param tres de la Corr lation Il s agit ici de d finir l ensemble de param tres qui vont d terminer le processus de corr lation entre les diff rentes images De mani re g n rale l
20. s REULET Xavier PASSOT Equipe Projet VEGETATION Objet Evaluation de la qualit g om trique superposition multitemporelle des images VEGETATION re ues lors de la campagne FRACTAL en Australie L objectif de cette note est de pr senter les r sultats de l valuation de la qualit de superposition multi temporelle des images VEGETATION que le JRC SAI GVM a command es lors de la campagne FRACTAL r alis e en Australie pendant le mois de juin 1999 Le suivi de l volution de la v g tation valuation de l impact et suivi du feu changement de l utilisation du sol devrait tenir rpofit de la bonne pr cision th orique de la superposition multi temporelle inf rieure un pixel des donn es VEGETATION Ce la raison pour laquelle le th maticien doit avoir une connaissance de la qualit g om trique r elle de ces donn es avant leur manipulation et leur interpr tation Nous avons r alis ici une petite tude de la qualit g om trique de l ensemble de donn es fournies par le programme VEGETATION apr s avoir rencontr lors d une premi re analyse visuelle qu il y avait des erreurs de superposition Les r sultats obtenus servent la fois pour valuer la qualit de la superposition multi temporelle des images VEGETATION ainsi qu au th maticien pour l aider dans l interpr tation et le suivi de l volution d une image une autre en connaissant les carts introduits par la correct
21. s dans une partie du cape Arnhem et sur la c te Est du cape York sur l image de r f rence les corr lations sur ces parties de l image ne sont pas de bonne qualit et normalement le PIC de corr lation obtenu est gal ou inf rieur 60 couleur VERTE voir figures 3 a et 3 b Par contre la qualit et le contraste de l image sur les autres parties ont assur des bonnes corr lations sup rieures 60 couleur BLEUE et tr s souvent sup rieures 90 couleur ROUGE et JAUNE En g n ral nous pouvons donc dire que les erreurs g om triques d tect es sont des valeurs fiables sauf pour les images suivantes 990607 corr lation de l ordre de 40 en moyenne et probablement d au fait que la plus grande partie de l image est sous les nuages et 990608 une grande partie de l image manque Nous avons fait des commentaires bas s fondamentalement sur les r sultats du module de la distance des erreurs mais les erreurs sont aussi bien positives que n gatives m me l int rieur d une m me image l ensemble des fichiers r sultats est disponible Technical Note High Accuracy Correlator Page 18 Les r sultats obtenus sont comment s dans le tableau suivant Nom Fichier Commentaires 990518 OK Bonne corr lation Pas d erreurs d tect es Les valeurs basses de corr lation se correspondent avec des nuages sur l image 990519 OK M me commentaires que pr c demment K 990520 OK M
22. sososeseesesoeseses 16 1 6 Pr sentation des R sultats seesssesessesoseseosesoeessoseseosesosescoroseseeroroseseesesoeesroseseesesoeessosesesesroreseseeseses 18 1 6 1 CONCEUSIONS nn nn Sn A A D Aa N n 21 Technical Note High Accuracy Correlator Page 1 OBJECTIFS DU DOCUMENT ET INTRODUCTION L objectif de ce document est double 1 Il donne les l ments n cessaires a l utilisateur pour r aliser l installation du corr lateur 2 Il donne l utilisateur les l ments n cessaires pour ex cuter le logiciel et interpr ter les r sultats Le d veloppement de ce logiciel s est d roule dans le cadre des activit s que notre institut a men en collaboration avec le programme VEGETATION Nous avons d velopp le logiciel SPACE VEGETATION qui a eu comme objectif le pretraitement d images de l instrument VEGETATION cofinanc par la Commission Europ enne afin d tre impl ment dans les stations de r ception locale en Bande L Cet outil a permis la r alisation de la validation g om trique des images VEGETATION mais d velopp avec une optique plus g n rale il permet la corr lation a haute pr cision des images ou de matrices de donn es pour g n raliser avec l objectif de mesurer les carts spatiaux et leur niveau de ressemblance Ainsi cet outil a permis la r alisation d tudes de pr cision g om trique des images de T l d tection SPOT VEGETATION NOAA AVHRR et prochainement d
23. sur les ventuels erreurs orbitales et ou une insuffisance de pr cision du mod le terrestre voire MNT local ainsi qu une erreur syst matique introduite par le syst me Effectivement ces types d erreur voqu s aurait tendance introduire le m me type d erreur g om trique qui se manifesterait toujours de la m me mani re sur l image Nous pouvons donc avancer les hypoth ses suivantes 4 1 Dans le cas o les points de contr le se trouvent dans la r gion Les erreurs introduites sur l image peuvent se correspondre avec une insuffisance de points de contr le ne permettant pas une correction g om trique ad quate compte tenu de la quantit fr quente de nuages dans la r gion A l appui de cette hypoth se se trouve le fait que sur la partie gauche de l image souvent sans nuages et probablement avec un point de contr le situ dans la r gion les corrections sont toujours de bonne pr cision sauf dans quatre cas 990527 990602 990607 et 990608 o il y a sur l image de probl mes de corr lation dus aux nuages 4 2 Dans le cas o les points de contr le se trouvent hors r gion Les points de contr le hors r gion qui servent faire le calage sur le segment complet peuvent bien fixer et corriger le segment hors zone mais les effets de bord du polyn me de correction dans la les r gion s pourrait introduire des erreurs de correction g om trique dans la partie de l image que nous int resse Cela
24. terviendra dans la corr lation Pour les images qui doivent tre compatibles du point de vue format BSQ on pourra d finir le nombre de lignes nombre de colonnes et nombre de canaux L utilisateur peut d finir les param tres de la corr lation de la mani re suivante d finition d une une grille de corr lation coin sup rieur gauche de l image pas en ligne et pas en colonnes de la grille dimension de la fen tre de corr lation nombre de lignes et de colonnes et dimension de la fen tre corr ler nombre de lignes et de colonnes ainsi que les pas de corr lation Le logiciel v rifie la coh rence des diff rentes dimensions donn es par l utilisateur de mani re a le pr venir en cas d erreur Il peut galement choisir d une liste l interpolateur qu interviendra dans le calcul du maximum de corr lation interpolation bicubique bilin aire sinus cardinal sinus cardinal apodise ou laisser le champ vide si souhaite seulement une pr cision du pixel L outil produit ainsi un fichier de param trage que peut tre dit par un traitement de texte et pouvoir lancer cet outil en mode ligne avec un path nom de fichier de param tre L outil produit pour chacun des couples corr l s des fichier images ayant la dimension de la grille de corr lation et contenant les r sultats issus de la corr lation selon le choix que l utilisateur fait a priori Ces trois fichiers sont 1 Un fichier unique par image co
25. tion et 1 corr lation parfaite 2 Layer Column Disparity Ce layer contient le r sultat de la composante du d placement en colonnes pour chaque n ud de la grille de corr lation Il s agit donc du layer contenant l information quant a la disparit g om trique en colonnes estim e par le corr lateur Cette valeur est cod e en 16 bits LSB 3 Layer Row Disparity Ce layer contient le r sultat de la composante du d placement en lignes pour chaque n ud de la grille de corr lation Il s agit donc du layer contenant l information quant a la disparit g om trique en lignes estim e par le corr lateur Cette valeur est cod e en 16 bits LSB 4 Layer Disparity Magnitud Ce layer contient la valeur absolue du d placement ou disparit g om trique en lignes et en colonnes estim e par le corr lateur pour chaque n ud de la grille de corr lation Il s agit de la distance euclidienne calcul e partir des d formations en lignes et en colonnes telles qu estim es par le corr lateur Ce layer donne l information correspondante a la distribution spatiale de la disparit g om trique entre les deux images Cette valeur est cod e en 16 bits LSB Technical Note High Accuracy Correlator Page 8 e Fichier Correlation Matrix ce fichier contient l ensemble des matrices de corr lation de chacun des n uds de la grille de corr lation Il sert l utilisateur ainsi qu au chercheur en
26. ttes dimension de la grille de corr lation dimension de la fen tre de corr lation type d interpolateur nombre de bits de l image nombre d imagettes obtenues en sortie si cette sortie a t choisie par l utilisateur format BSQ e Les fen tres imagettes de corr lation de chaque point de la grille Ceci peut servir l utilisateur pour valider ou v rifier les r sultats de l interpolation pour le calcul du pic de corr lation e Un autre fichier unique contenant en format texte des r sultats statistiques issus de la corr lation Il peut visualiser et imprimer ces diff rents r sultats sur un utilitaire de visualisation Ces fichiers portent les noms des fichiers d images utilis s pour la corr lation avec le format suivant Correlation lt nom fichier image r f rence gt lt nom fichier image a correler gt lt nume ro de canal image reference gt lt numero canal image a correler gt lt type fichier correl ation gt cor 13 PARAMETRES D EXECUTION Le logiciel HAC est compos d un ensemble des fen tres de param trage a travers d une interface Homme Machine IHM qui permettent de d finir l ensemble des param tres n cessaires de mani re ergonomique pour l utilisateur Les param trage du logiciel HAC tourne autour d une IHM principale et puis il y a deux IHM secondaires qui assistent l utilisateur trouver les noms et paths de fichier corr ler ainsi qu d finir le
27. vant Pic de Corr lation D placement Valeur Inf Valeur Sup Code Valeur Inf Valeur Sup Code Couleur pixels pixels Couleur 0 30 Noir 0 0 99 Rouge 31 60 Vert 1 1 99 Vert 6l 90 Bleu 2 2 99 Bleu 91 97 Rouge 3 3 99 Jaune 98 100 Jaune 4 4 99 Cyan 5 5 99 Violet 6 6 99 Marron 7 7 99 Vert Mer Technical Note High Accuracy Correlator Page 20 1 6 1 CONCLUSIONS Cette tude nous permet de conclure par rapport l analyse de l erreur elle m me que l Il existe des erreurs de superposition sup rieures 1 pixel de 9 images sur les 24 images analys es 38 des images Ces erreurs ne sont pas homog nes sur l image il y a des r gions o l erreur trouv e est sup rieure un pixel alors que sur d autres r gions de la m me image l erreur de superposition peut tre de signe contraire Il existe m me une image o l erreur est fonction de la longitude image 990602 on peut supposer aussi que ces sont des erreurs de diff rentes traces ayant servies constituer la mosa que finale Les erreurs s incr mentent ainsi d Ouest en Est et varient entre 1 et 5 pixels Le comportement des erreurs non syst matique sur les diff rentes parties de l image et non de la m me grandeur nous permettent pratiquement d exclure d apr s notre grade de connaissance du syst me VEGETATION les erreurs introduites
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