Analyse sémantique automatique

Nouvelles technologies et handicap

Composition du laboratoire

Contact

Présentation du laboratoire

Le laboratoire Acquisition et Traitement des Images et des Signaux (ATIS) a un domaine de compétence qui s'étend, comme l'indique son sigle, à toutes les thématiques utilisant l'imagerie passive (optique) ou active (radar par exemple), de l'acquisition au traitement du signal. Sa vocation est de participer activement au transfert de technologies en direction des entreprises bien entendu, mais aussi en direction des organisations publiques (administrations, armées...) ainsi qu'au développement de la recherche en collaboration avec des laboratoires privés et publics. A ce titre, la Recherche et Développement (R&D) entreprise au sein du laboratoire ATIS concerne des activités de recherche appliquée.

Par rapport à la plupart des laboratoires de recherche, la spécificité d'ATIS est de se situer très en amont dans les chaines de traitement de l'information. ATIS a ainsi développé un important savoir-faire sur l'acquisition et le traitement de l'information, que ce soit au niveau capteurs ou au niveau des plateformes d'observation comme cela apparait dans les principaux axes de compétences décrits ci-après et qui sont:

1. La télédétection spatiale

2. Les robots d'exploration

3. La reconstruction 3D et la cartographie thématique

4. La cartographie sémantique et symbolique

5. Les nouvelles technologies et handicap

Enfin, il faut noter qu'en ouvrant très tot dans la formation les portes du laboratoire aux étudiants curieux et volontaires, ATIS s' intègre complètement dans la formation par la recherche. En effet, la formation de l'ESIEA se veut aussi très pratique et les étudiants ont dès la deuxième année de leur formation une activité de projet importante. Lorsque ces projets sont en connexion directe avec des activités de recherche du laboratoire, l'émulation générée par les enjeux permet d'envisager de nombreuses innovations pédagogiques.

Thèmes de recherche

1. Télédétection spatiale. La télédétection spatiale est historiquement la première activité développée par le laboratoire ATIS. Ses principaux chantiers sont le développement de stations de réception d'images satellitales, l' exploitation des données recueillies et l'éducation à la télédétection.

   Développement de stations de réception d'images satellitales. ATIS a imaginé et développé des stations de réception d'images de satellites polaires (proche de la Terre et visibles par intermittence) et géostationnaires (visibles en permanence). Ces stations sont reconnues par l'instance européenne EUropean METerological SATellites (EUMETSAT) de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) et concernent la réception et l'archivage des images Météosat Seconde Génération (MSG) et METOP qui sont les derniers nés de l'ESA. Le volume des données reçues quotidiennement par les stations est supérieur à 9 DVD par jour. Exploitation d'images spatiales. La recherche et l'exploitation des données reçues ont surtout concerné l'algorithmique thématique (i.e. le développement d' algorithmes spécifiques à une thématique particulière) comme par exemple l'estimation du couvert végétal à l'échelle continentale ainsi qu'à la détection et au suivi temps réel d'évènements potentiellement dangereux comme les tempêtes de sable dans les zones péri-sahariennes, les feux de forêts et de brousse ainsi que l'activité éruptive des volcans. Education à la télédétection. Les images réceptionnées par notre station ont été utilisées pour des manifestations grand public, pour de nombreuses conférences pour les étudiants de l'Ecole, comme support concret pour des cours (4A et 5A) ainsi que matériau de base pour de nombreux projets d'étudiants.

   Cliquez sur l'image pour avoir accès à la pleine résolution. Composition colorée illustrant la tempête du 24 Janvier 2009 (© EUMETSAT / ATIS)

   Plusieurs exemples en vidéos sont hébérgés sur le blog du professeur Wassner.

2. Robots d'exploration. Pour recueillir de l'information spatiale de plus grande qualité que celles issues des capteurs satellitaires, ATIS s'est lancé dans la conception et la réalisation de robots d'exploration. Le premier est un minidrone pour obtenir des images aériennes et le second est un robot sous-marin filoguidé (ROV).

   Minidrone. Notre drone baptisé Faucon Noir est un mini-drone de type quadri-rotors. Il embarque deux caméras, l'une basse résolution mais qui transmet en temps réel ses données à la station sol et l'autre est haute résolution mais les images ne sont disponibles qu'une fois que le drone est récupéré. Pour pouvoir être efficacement et rapidement exploitées, toutes les données sont géoréférencées en temps réel lors de leur acquisition grace à la fusion d'informations hétérogènes issues d'un GPS, d'une centrale inertielle et d'un altimètre barométrique. Enfin, le drone est stabilisé automatiquement. ATIS a reçu le support financier de la DGA et de l'ONERA sur ce projet dans le cadre du challenge minidrone (http://www.minidrones.fr/ ).

   http://fauconnoir.esiea.fr

   Cliquez sur l'image pour avoir accès à la pleine résolution (/!\ 4Mo)
   
   Image prise depuis le drone au Phare d'Eckmül
   en Juillet 2008 (© Faucon Noir / ATIS)
   
   Validation du jalon "Vol stabilisé sans l'aide du pilote"
   à Lille en Février 2009
   
   Démonstration de la capacité de charge utile
   à Beynes en Mai 2009
   

   1. Robot sous marin filoguidé (ROV). Le robot sous-marin filoguidé ou ROV pour Remotely Operated Vehicle, est un robot piloté depuis la surface dont le but est d'explorer des zones immergées difficilement accessible aux humains. On souhaite qu'il puisse plonger jusqu'à 100 mètres de profondeur, qu' il soit facilement opérationnel sans nécessiter de moyens logistiques conséquents et qu'il puisse en temps réel renseigner la surface sur son environnement, l'ensemble étant sous contrainte budgétaire forte. Les applications attendues de ce types de données concerne essentiellement l'archéologie sous-marine (relevé et cartographie de gisement) et l'environnement marin et littoral (étude d'impact, de risque de glissement de terrain, évaluation de la santé d'un site)

3. Reconstruction 3D et géomatique thématique. Cette partie se place dans le contexte plus général de la maîtrise de l'information dans le cadre de la gestion de crise. Il s'agit donc de fournir très rapidement à des décideurs des informations spatiales de type géomatique thématique (zones touchées, voies d'accès, estimation d'impact et de dégats...). Pour cela, il est nécessaire de pouvoir réaliser rapidement une reconstruction 3D, même approximative, de la zone.

   Cliquez sur l'image pour avoir accès à la pleine résolution (/!\ 1.5Mo)
   
   Mosaïque construite à partir de 5 images prise dans la cour
   de l'ESIEA en Février 2008 (© F. Mainfroy / ATIS)

4. Analyse sémantique automatique. La sémantique est la science qui s'intéresse au sens des mots. C'est un défi majeur des technologies de l'information, tout simplement parce que la notion de sens attaché à un mot est implicite lors de n'importe quelle requête d'un utilisateur. Le problème est qu'informatiquement c'est difficile à gérer. Heureusement, dans de nombreux cas, on peut se satisfaire d'une mesure de distance sémantique, c'est-à-dire mesurer la similarité de sens de deux mots. Il est possible de mesurer automatiquement ce type de distance. Pour une liste de mots donnés, on peut mesurer les distances les uns par rapport aux autres, et créer une carte. Ainsi, il est envisageable de faire un système intelligent capable de comprendre seul la similarité entre des mots. C'est la base de l' analyse sémantique automatique. Un exemple d'application est le logiciel maison Baldr (Le site de Baldr / Une présentation de Baldr).
   
   Vous trouverez des exemples de cartographies sémantiques en vidéos sur le blog du professeur Wassner.

5. Nouvelles technologies et handicap. Nous nous sommes intéressés à voir comment les nouvelles technologies, parfois détournées, peuvent être mises au service des personnes handicapées. Parmis nos contributions, on citera le logiciel wiihelp interagir avec un ordinateur sans déplacer physiquement une souris ou notre premier prototype d'aide à la vision pour personne fortement déficiente visuelle.
   
   Plus d'exemples en vidéo sur le blog du professeur Wassner.

   
   Souris sans force et loupe numérique