Stage – Etalonnage géométrique et registration d’images astronomiques

Magellium (Groupe Artal), avec ses 300 collaborateurs, est un acteur indépendant, spécialisé sur la chaîne 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, Géointelligence et la surveillance de l’espace). 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, le contrôle qualité ainsi que 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 les satellites en orbite, notre environnement et les changements climatiques sont nos défis.

Pour son équipe spécialisée dans la surveillance de l’espace, Magellium propose le stage suivant intitulé : Etalonnage géométrique et registration d’images astronomiques

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, aux études 2D/3D en observation de la Terre et à la surveillance de l’espace. Le groupe SST pour “Space Surveillance and Tracking” développe des algorithmes de détection et de suivi de satellites et de débris spatiaux à partir d’images astronomiques. Ces algorithmes sont amenés à être exécutés depuis le sol ou embarqués à bord d’un satellite.

Nos derniers algorithmes de détection et de suivi s’exécutent sur des séquences d’images afin de discriminer le mouvement des étoiles et des objets d’intérêt (satellites et débris). Ces suivis de mouvements sont très sensibles à la géométrie des images et un étalonnage géométrique précis permettrait de robustifier et d’améliorer les performances.

SUJET

Dans le cadre de ce stage, nous souhaitons explorer la calibration géométrique des images astronomiques dans un but d’amélioration des performances de détection et de localisation des objets d’intérêt. La calibration géométrique des images intervient dans différentes étapes du processus de traitement des images:

• L’estimation et la correction de la distorsion géométrique due aux optiques des instruments.
• la registration d’une séquence d’images par rapport aux étoiles.
• La calibration astrométrique des images permettant leurs localisations dans le repère céleste.

Par exemple, dans le cas de la registration des images d’une séquence par rapport aux étoiles, il s’agit d’appareiller les étoiles entre plusieurs images afin de ré-échantillonner ces images dans la géométrie d’une image de référence pour annuler le mouvement des étoiles et détecter tout autre objet en mouvement. Suivant les caractéristiques des instruments (notamment le champ de vue), différents modèles de transformation peuvent être nécessaires.

D’une manière similaire, l’estimation de la distorsion des images se fait par rapport à un catalogue d’étoiles permettant de prédire la position des étoiles dans l’image, les différences de positions sont alors utilisées pour estimer un modèle déformation image.

Le stagiaire pourra s’appuyer sur des outils internes Magellium ou des outils open source, qu’il s’agira d’intégrer ou d’améliorer selon leur capacité à répondre au besoin.

Le stage débutera par une phase d’état de l’art pour étudier les solutions existantes, identifier les algorithmes existants et repérer les algorithmes manquants. Elle sera suivie d’une phase de design et d’implémentation des algorithmes sélectionnés puis d’une évaluation de leur apport par rapport à des méthodes classiques d’entraînement.

PERSPECTIVE

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