Techniques de traitement du signal basées modèles pour systèmes d'imagerie optique non conventionnels

Il existe une demande croissante d'images avec une résolution spectrale et spatiale plus élevée pour des applications dans plusieurs domaines tels que la santé, l'environnement, le contrôle qualité et la surveillance des catastrophes naturelles. L'imagerie hyperspectrale fournit la diversité spectrale nécessaire pour récupérer la composition des matériaux sur site pour des applications telles que la détection d'incendies, d'anomalies, d'agents chimiques, de cibles et de changements de scène.L'exigence de dispositifs moins chers et plus compacts (par exemple, pour être embarqués sur des satellites à faible coût et une plateforme aéroportée) capables de capturer ces informations a conduit au développement de concepts de conception innovants non conventionnels pour surmonter les limitations technologiques des caméras traditionnelles.Les données acquises à partir de ces nouveaux dispositifs d'imagerie suivant le paradigme d'imagerie informatique ne sont généralement pas facilement exploitables pour l'application finale.Une phase de calcul est nécessaire pour extraire des informations utiles des acquisitions brutes.Cette thèse aborde cette question en mettant en place un problème d'inversion. L'approche générale consiste à caractériser le terme de fidélité des données avec un modèle physique, décrivant les transformations optiques sous-jacentes effectuées par le dispositif. Le défi est ensuite déplacé vers l'étape de régularisation pour bien caractériser les caractéristiques des quantités d'intérêt et améliorer la précision de l'estimation, ce qui peut être abordé avec des techniques variationnelles.L'analyse est appliquée à deux nouveaux concepts de dispositifs optiques non conventionnels.Le premier est un nouveau système d'imagerie d'acquisition compressé basé sur des matrices de filtres de couleur, qui intègre des informations provenant de capteurs avec différentes caractéristiques spatiales et spectrales dans un seul produit mosaïqué. Contrairement aux dispositifs existants basés sur la détection compressée, l'objectif n'est pas de récupérer les sources multirésolutions non compressées d'origine, mais plutôt de récupérer directement une image fusionnée synthétique avec une résolution spatiale et spectrale élevée.La solution proposée repose sur la régularisation de la variation totale et fait l'objet d'une analyse détaillée, comparant sa puissance de compression avec des alternatives logicielles simples, évaluant ses performances au fur et à mesure que le no