Stage - Corrélation d’images pour l’observation de la Terre et de l’Univers

Magellium (Groupe Artal), avec ses 300 collaborateurs, est un acteur indépendant, spécialiste sur la chaine de valorisation du pixel et de la donnée image et vidéo (du capteur satellite, aéroporté ou drone jusqu’à son utilisation dans les systèmes d’information géographique, la cartographie et la Géointelligence). Magellium promeut la maîtrise des technologies du logiciel, de l’IA, du traitement d’image et de la géomatique.  

L’unité Earth Observation est en charge des activités de traitement d’images d’origine spatiale. Ses domaines d’expertise sont : la géométrie des capteurs & le traitement d’image, la calibration/validation et le contrôle qualité et les services d’observation de la Terre. Nos experts en télédétection, nos scientifiques et nos concepteurs de logiciels spécialisés se concentrent sur les programmes de R&D, les algorithmes de traitement, les systèmes de segment sol et les services environnementaux. Observer la Terre depuis l'espace, surveiller notre environnement et les changements climatiques sont nos défis.

Pour son équipe spécialisée dans la physique d’acquisition des images par satellite, Magellium propose le stage suivant intitulé : Corrélation d’images pour l’observation de la Terre et de l’Univers

CONTEXTE :

L’Unité Earth Observation de Magellium est structurée en 5 Pôles Thématiques, l’un d’eux étant dédié à la modélisation géométrique des capteurs satellites et aux études 2D/3D en observation de la Terre. Cette équipe dispose d’une expertise dans ce domaine et développe des outils ou des approches pour ses clients ou dans le cadre d'investissement interne, notamment des outils de modélisation de la géométrie d’acquisition, d’optimisation des paramètres d’acquisition, de segmentation d’images satellites, d’exploitation des modèles et de génération en 3D de la surface terrestre observée par un couple de données stéréoscopiques. 

Lors de la modélisation physique de l’acquisition d’un satellite, l'un des principaux objectifs est de connaître le plus précisément possible la localisation au sol de chaque détecteur à tout instant. Afin d’optimiser les paramètres d’acquisition permettant cette localisation, le calcul de décalages en images entre plusieurs acquisitions ou avec une image de référence est primordial. De nombreux algorithmes sont présents dans la littérature dont certains déjà implémentés dans nos outils. Cependant ceux-ci présentent de mauvaises performances sur des cas complexes tels que de la corrélation d’images multi-modales, ou des scènes lunaires ou martiennes.

L’objectif de ce stage consiste à étudier et proposer un ou plusieurs algorithmes de corrélation d’images spécifiques à ces cas complexes.

SUJET :

Le sujet de ce stage consiste à proposer des méthodes de corrélation d’images permettant de répondre aux spécificités de cas complexes où les algorithmes classiques sont insuffisants.

Les traitements actuels reposent classiquement sur des méthodes block-matching ou corrélation de grille dense avec des critères de similarité tels que le Zero Normalized Cross Correlation, l’Information Mutuelle ou la corrélation de phase. Malgré les bonnes performances et la robustesse de ces algorithmes dans la plupart des cas terrestres, ceux-ci ne sont pas adéquats pour certains cas complexes. Les algorithmes basés descripteurs (SIFT, ORB et variantes) obtiennent classiquement de moins bons résultats que les précédents. Ils pourraient cependant être plus adaptés à ce type de cas tout en étant plus intéressant pour corréler de nombreuses acquisitions simultanément (n-upplet), là où les algorithmes précédents fonctionnent systématiquement par paires d’images. Il conviendra d’étudier et proposer des méthodes pertinentes pour la détection des features, la description des features ainsi que leur matching.

Les travaux se feront préférentiellement en Python, en s’appuyant sur des outils experts disponibles dans l’écosystème Magellium.

Le déroulement du stage sera le suivant :

• Analyse de l’état de l’art existant sur la corrélation d’images avec une attention particulière sur les algorithmes existants sur des cas complexes similaires. Identification d’une solution technique à mettre en œuvre ;

• Simulation d’un ou plusieurs cas théoriques plus ou moins complexes à partir d’images des scènes lunaires ou martiennes ainsi que l’implémentation de déformations réalistes ;

• Design de la solution, implémentation et évaluation des résultats sur données synthétiques ;

• Application à un cas réaliste concret et évaluation des performances.

PERSPECTIVE

Dans la continuité de ce stage, un poste en CDI pourra être proposé au candidat.

Etudiant(e) en cursus universitaire ou en école d'ingénieurs et préparant un diplôme de niveau Bac+5 dans le domaine des mathématiques appliquées ou du traitement du signal, idéalement avec une spécialisation en traitement d’image ou en télédétection.

Vous êtes intéressé(e) et motivé(e) pour travailler dans le domaine de l’Observation de la Terre.

Mots clés : mathématiques appliquées, traitement du signal et des images, corrélation d’images, géométrie d’acquisition, satellite optique, observation de la Terre, orthorectification.

Mots clés informatiques : Python, C++

Chez Magellium, la diversité et l'inclusion sont fondamentales pour notre fonctionnement et ancrées dans nos valeurs. Nous respectons la diversité de nos employés, leurs expériences, leurs origines, leurs handicaps, et offrons des chances égales à tous. Tous différents, tous compétents !