Contribution à la segmentation des images couleurs par classification des pixels dans l’espace HSV et application de l’imagerie pour la détection du stress hydrique chez Mentha spicata L.

Abstract

Ce travail traite le problème de segmentation des images couleur d’une part. D’autre part il étudie comment la vision artificielle peut être utilisée selon des méthodes d'analyse de couleur comme un indicateur du changement d’état d’un végétal. Ce mémoire comporte deux volets: Nous présentons un nouvel histogramme à deux dimensions (2D) pour la segmentation d'images couleur en utilisant l'espace couleur HSV (teinte, saturation et intensité). L'approche est réalisée en deux étapes principales. Premièrement, on construit un histogramme 2D selon une fonction de seuil prédéfinie provenant des propriétés de HSV et le changement des valeurs de pixels dans un bloc 3x3 de pixels voisins. La seconde étape est fondée sur l’analyse hiérarchique de l'histogramme 2D afin de détecter les classes. Les pixels n’appartenant à aucune des ces classes ainsi déterminées seront reclassée selon le critère de la distance colorimétrique. La méthode a été appliquée sur des images synthétiques et réelles. Les résultats de la segmentation sont prometteurs par rapport à ceux obtenus soit par histogramme 1D en utilisant HSV ou un histogramme 2D en utilisant l'espace RGB. Dans le deuxième volet, nous avons étudié la capacité de l’imagerie numérique à détecter le changement d’état de la plante sous un stress hydrique dans le domaine visible du rayonnement électromagnétique. L'étude est réalisée sur des images de la menthe (Mentha spicata L.) acquises en vue verticale. L'approche est basée sur les informations couleur et sur l'utilisation du concept d'entropie. Dans un premier lieu, nous avons classé les pixels de l’image en deux groupes (végétal et fond) en utilisant la méthode proposée dans la première partie. Dans un deuxième lieu, un indicateur non-destructif, en utilisant le concept d'entropie de Shannon, est calculé pour le végétal afin de détecter le stress hydrique chez la menthe. Une étude physiologique de l'état hydrique de la plante est menée en parallèle afin de comparer les résultats obtenus par rapport à l'approche proposée. Des mesures des paramètres physiologiques (température de surface foliaire, taux photosynthèse, taux de transpiration, conductance de H2O et concentration intercellulaire CO2) ont été effectuées avec un système photosynthèse portable Li-cor 6400 et le thermomètre infrarouge. Les résultats obtenus par la méthode proposée sont encourageants.