Projet IDHA

Images Distribuées Hétérogènes pour l'Astronomie

Le projet IDHA (http://cdsweb.u-strasbg.fr/idha.html ) s’articule selon deux axes complémentaires de recherche, le premier concernant la description des images astronomiques par des métadonnées standardisées, le deuxième explorant le développement de méthodes d’analyses d’images pour les images astronomiques multi-bandes.

Il est financé par le Ministère de la Recherche francais dans le cadre de l’Action Concertée Incitative GRID lancée en Mai 2001.

Les différents partenaires du projet sont :

· Le Centre de Données astronomiques de Strasbourg (CDS)

· Le Laboratoire des Sciences de l’Informatique, de l’Image et de la Télédétection (LSIIT)

· Queens University, Belfast (QUB)

· L’Institut d’Astrophysique de Paris (IAP)

· Le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM)

Description du contexte :

Liens et standards d'échange: La "toile de l'astronomie"

Les principaux centres de données astronomiques internationaux s’efforcent de donner davantage de visibilité à leurs bases de données et développent des descriptions détaillées de leur contenu.

De nombreuses bases de données sont interconnectées dans la communauté astronomique et de multiples applications client/serveur diffusent des données hétérogènes (articles de journaux, catalogues d’observations, images, spectres, etc.) Pour optimiser l’accès aux images et intégrer les liens logiques associant ces différentes informations, des stratégies sont à définir.

Le CDS (projet Astrores) a développé un format XML pour les données catalogues VIZIER [F. Ochsenbein, et al., 2000], orienté vers la génération de liens dynamiques entres serveurs.

L’échange d’images en astronomie évolue rapidement. Les tendances portent sur l’accès aux grands relevés multispectraux [SLOAN, CFH Legacy Survey, Hubble DEEP FIELD, etc.], l’interopérabilité des serveurs de données, d’où l’augmentation des volumes transférés, le développement de formats d’images compressées, l’optimisation des transferts et des traitements de données. Ces tendances préfigurent certains aspects du projet d’Observatoire Virtuel, adopté par la communauté européenne et mis en œuvre également à la NASA dans le National Virtual Observatory (NVO).

L’Observatoire Virtuel a pour objectif de construire des standards d’échange, des outils d’interrogation, des systèmes d’extraction de l’information, c’est-à-dire de globaliser les données et plus généralement l’information en astronomie, au niveau international.

Objectifs du projet et résultats attendus

Le besoin de méthodes d’identification croisée de sources observées dans des images multispectrales, mises en ligne dans de très grandes bases de données hétérogènes et distribuées, est donc crucial. Les difficultés résident d’une part dans la nature de ces images : faible rapport signal sur bruit, grand nombre de sources à croiser dans les zones denses, objets doubles, contre-parties manquantes dans certaines longueurs d’ondes, et d’autre part dans le choix des méthodes : recalage, ré-échantillonage, corrélations inter-objets. Pour gérer tous ces aspects, il est essentiel de connaître exactement et de façon transparente les conditions d’acquisition des images.

Le premier objectif du projet IDHA est de garantir un accès efficace à toutes les informations décrivant le codage des pixels et les conditions d’acquisition des différentes images à comparer. Le standard existant : FITS est bien adapté à la description d’images individuelles, avec un contrôle minimal du vocabulaire employé, mais il est nécessaire ici d’accéder de façon systématique à une information plus large intégrant les propriétés structurelles des ressources images, et adaptée à la navigation dans les applications clients/serveurs.

Il est donc nécessaire de mener une réflexion approfondie sur les métadonnées, conservant les acquis (c’est-à-dire une compatibilité avec FITS), mais tenant compte des évolutions des données et des besoins. L’objectif est d’aboutir à la définition d’un standard XML disciplinaire.

Le deuxième objectif est de développer, en collaboration avec les différents partenaires du projet, des méthodes multispectrales d’identification croisée.

L’analyse d’images multispectrales permet de confirmer, valider, illustrer les résultats obtenus à partir de spectres ou de données catalogues, en localisant l’information sur une géométrie de pixels, ou de découvrir de nouveaux types d’objets. Elle est nécessaire dans de nombreux thèmes de recherche, par exemple l’étude des galaxies à faible brillance de surface, des systèmes binaires, la formation stellaire dans les galaxies, l’étude des noyaux actifs des galaxies, etc. De telles analyses s’appuient sur une étape essentielle : la recherche de contreparties de sources identifiées à d’autres longueurs d’ondes. La mise en correspondance d’objets s’applique aussi aux images obtenues à des dates différentes pour mettre en évidence et mesurer le déplacement d’objets ou étudier leur variabilité.

Les problèmes de l’identification d’objets astronomiques dans de telles images tiennent à des résolutions différentes (différentes réponses impulsionnelles selon les bandes), un rapport Signal/Bruit variable selon la longueur d’onde, le recalage des bandes entre elles et surtout la réponse variable d’un objet dans différentes longueurs selon ses caractéristiques.

Il s’agit donc de recherche amont, développant des méthodes de comparaison inter-images.

Différentes stratégies seront étudiées, selon le contenu des images, notamment :

§ Segmentation markovienne hiérarchique non supervisée (C. Collet, F. Flitti (thésard) )

§ Analyse contextuelle et fusion de Dempster-Shafer (F. Salzenstein)

§ Décomposition d’images multibandes sur des plans d’échelles, par transformées en ondelettes et ACP (F. Murtagh et J.L Starck ),

Contacts :

Christophe Collet, Christophe.Collet@ensps.u-strasbg.fr, Tél. 03 90 24 44 90.

Mireille Louys, Mireille.Louys@ensps.u-strasbg.fr, Tél. 03 90 24 44 94

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Dernière mise à jour : 23 septembre 2002 à 11:42