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Dissertations / Theses on the topic 'Analyse de texture (imagerie)'
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Lopes, Renaud. "Analyses fractale et multifractale en imagerie médicale : outils, validations et applications." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10100/document.
Full textAbstract:
La géométrie fractale, comprenant les analyses fractales et multifractales, est un outil en émergence dans de nombreux domaines d’applications et notamment en imagerie médicale. Elle consiste à formuler une mesure de l’hétérogénéité globale ou locale d’un signal (1D, 2D ou 3D). En imagerie médicale, son utilisation est souvent limitée au cas 1D ou 2D et ses domaines d’applications restent essentiellement restreints à la discrimination entre deux états (sains/pathologiques) grâce à une analyse globale du signal. L’objectif de cette thèse est de fournir à la fois des outils 3D de mesures des hétérogénéités globale (volume) et locale (voxel) basées sur la géométrie fractale. Les deux indices utilisés sont la dimension fractale et le spectre multifractal (coefficients de Hölder). Etant donné que les algorithmes de ces outils ne peuvent formuler que des estimations de la valeur théorique, nous utilisons des volumes de synthèses fractals et multifractals pour les valider. Les différents développements offrent ainsi non seulement des outils de discrimination mais également des outils de segmentation de texture. Ce deuxième point est particulièrement intéressant, car le développement de nouveaux attributs de texture est un domaine de recherche actif du fait de l’évolution incessante des technologies d’imagerie. Afin de valider et de montrer l’intérêt de la géométrie fractale, deux applications sont étudiées : la caractérisation des foyers épileptogènes sur des images de tomographie par émission mono-photonique, et la détection des tumeurs prostatiques sur des images IRM pondérées T2. L’efficacité des attributs fractals et multifractals sont étudiés à travers un schéma de classification supervisée. Les résultats concluants pour les deux applications démontrent l’intérêt de cette géométrie et son adaptabilité à différentes applications en imagerie médicaleFractal geometry is an emerging concept used in medical image analysis. The aim of this geometry is to measure global and local heterogeneities (1D, 2D or 3D). In medical imaging, it is often used to characterize 1D and 2D signals and restricted to discriminate between 2 states (healthy/pathological) by a global analysis of a signal. This thesis aims at providing 3D fractal geometry based tools for the measures of global (volume) and local (voxel) heterogeneities. Two indices are used: fractal dimension and multifractal spectrum (Hölder exponents). Since these algorithms estimate the theoretical value, fractal and multifractal synthetic volumes were used for the validation. This work also proposes texture segmentation tools. Two applications were studied; characterization of epileptic foci on single photon emission computed tomography images and the detection of prostatic tumors on T2-weighted MR images. The effectiveness of fractal and multifractal features are studied through a framework of supervised classification. The results for both applications demonstrate the usefulness of this geometry and its adaptability to several applications in medical imaging
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Bekkhoucha, Abdelkrim. "Traitement d'images et analyse de texture : application à l'imagerie satellitaire." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPD493.
Full textAbstract:
Cette thèse présente de nouveaux algorithmes dans différents domaines du traitement d'images avec une application à la télédétection. La première partie de nos travaux est consacrée aux méthodes de pré-traitement : lissage et amélioration de contraste. La méthode de lissage proposée est de type adaptative et exploite les caractéristiques locales du pixel traité et de son voisinage. Trois méthodes de rehaussement de contraste sont proposées en vue de l'amélioration de l'aspect visuel. La première méthode est inspirée des techniques de Gordon et Beghdadi. Les deux autres reposent sur les principes de détection de contours. Ces méthodes ont donné des résultats très satisfaisants sur tout type d'images. Ensuite est développée une technique d'extraction de primitives linéaires sur des images satellite, utilisant des opérateurs de morphologie mathématique pour la mise en évidence du réseau urbain. L'image binaire obtenue est alors traitée par un algorithme réalisant : une suppression de pixels isolés, le lissage des bords et des contours, un amincissement de primitives, un raccordement de celles-ci et enfin une suppression de segments courts. Les résultats sur les images satellite sont encourageants. La troisième partie de nos travaux présente une méthode de codage d'images sur un nombre réduit de niveaux de gris, conservant les régions caractéristiques de l'image. Pour cela nous introduisons une nouvelle matrice de « longueur de plages de nuances de niveaux de gris » construite sur la définition d'une relation d'homogénéité entre pixels d'une même plage. Les seuils de codage sont alors déterminés à partir de la représentation des plages de niveaux de gris calculée sur cette matrice. La dernière partie est consacrée à la restauration markovienne d'images. Elle considère l'image comme la réalisation d'un champ de Pickard dont les paramètres sont estimés en exploitant la structure bidimensionnelle de l'image. Cette méthode a donné de bons résultats sur des images de synthèse mais détruit les nombreuses et petites entités des images satellite.
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Orlhac, Fanny. "Au-delà de la mesure de SUV en imagerie TEP : propriétés et potentiel des paramètres de texture pour caractériser les tumeurs." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112198/document.
Full textAbstract:
Caractériser précisément l’hétérogénéité tumorale constitue un enjeu majeur en cancérologie. Le calcul de biomarqueurs de cette hétérogénéité directement à partir des données d’imagerie présente de nombreux avantages : il est non-invasif, répétable plusieurs fois au cours du traitement, ne nécessite pas d’examen supplémentaire et permet de caractériser la tumeur toute entière et ses éventuelles métastases. Mon projet de recherche visait à développer et évaluer des méthodes pour une caractérisation plus complète de l’activité métabolique des tumeurs. L’analyse de texture des images TEP nécessite un protocole de calcul des index plus complexe que celui des paramètres conventionnels utilisés en clinique. Afin de déterminer l’influence des étapes préliminaires au calcul de ces index, une étude méthodologique a tout d’abord été menée. Cette analyse a montré que certains index de texture étaient redondants et qu’il existait une forte corrélation entre certains d’entre eux et le volume métabolique. Elle a également mis en évidence l’impact de la formule et du taux de discrétisation sur les valeurs des paramètres de texture et permis de clarifier l’interprétation des indices. Après avoir établi un protocole de calcul strict, une seconde partie de ce travail a consisté à évaluer la capacité de ces index pour la caractérisation des tumeurs. L’analyse de texture a ainsi permis de différencier les tissus sains des tissus tumoraux et de distinguer les types histologiques pour les tumeurs mammaires, les lésions pulmonaires ou encore les gliomes.Afin de comprendre le lien entre l’hétérogénéité tumorale quantifiée sur les images TEP et l’hétérogénéité biologique des lésions, nous avons comparé l’analyse de texture réalisée à différentes échelles sur un modèle animal. Cette étude a révélé que la texture mesurée in vivo sur les images TEP reflétait la texture mesurée ex vivo sur les images autoradiographiquesThe precise characterization of the biological heterogeneity of a tumor is a major issue in oncology. The calculation of biomarkers reflecting this heterogeneity directly from imaging data offers a number of advantages: it is non-invasive, can be repeated during the therapy, does not require supplementary examinations and the whole tumor and possible metastases can be investigated from the images. My research project was to develop and assess methods to characterize the metabolic activity distribution in tumors.Texture analysis based on PET images requires a protocol to compute index that is somehow more sophisticate than when simply measuring the conventional index used in clinical practice. To determine the role of the different steps that are involved in the computation of texture index, a methodological study was conducted. This study demonstrated that some texture parameters were redundant and that there existed a strong correlation between some of them and the metabolic volume. We have also shown that the formula and the rate of discretization impact the texture analysis and clarified the interpretation of these metrics. After the protocol of texture index computation has been established, the second part of this work was to assess the interest of these indices for the tumor characterization. We showed that some texture indices were different in tumor and in healthy tissue and could identify histological types such as the triple-negative breast tumors, the squamous cell carcinoma from adenocarcinoma in lung tumors, as well as the grade of gliomas.To understand the links between the tumor heterogeneity as measured from PET images and the biological heterogeneity of lesions, we compared the texture analysis based on different scales in a mouse model. This study revealed that the texture measured in vivo based on PET images reflects the texture measured ex vivo from autoradiographic images
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Rolland, Yan. "Elements de perception , de modelisation et d'analyse de texture (doctorat : biologie et sciences de la sante)." Rennes 1, 1997. http://www.theses.fr/1997REN1B022.
Full text
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Bensemra-Zegadi, Nacera. "Analyse spectrale locale d'images texturées par transformation en ondelettes : application à la quantification de textures osseuses." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0042.
Full textAbstract:
La texture est une notion naturellement multi-échelles et qui est liée à un observateur humain. Sous sa forme classique La transformation en ondelettes (TO) fait partie des représentations mufti-échelles. Elle permet une observation hiérarchique de la texture du global vers le local, qui présente une similitude avec le système visuel humain et qui permet de caractériser les interactions spatiales intra-échelle de la texture. Nous nous intéressons aussi à une deuxième interprétation de la TO continue en tant qu'outil d'analyse espace-fréquences spatiales. Les transformations espace-fréquences spatiales permettent d'associer un spectre fréquentiel local à chaque point de l'image. Ainsi le spectrogramme, la transformation de Gabor, la transformation de Wigner-Ville et la version quadratique de la TO peuvent-ils être définis pour les images, dans une classe de représentations énergétiques. Les relations entre ces différentes transformations peuvent s'exprimer à l'aide de la transformation de Wigner-Ville qui joue un rôle théorique central. Une technique de calcul basée sur la transformation de Mellin-Fourier est proposée. La représentation spectrale de la TO ainsi obtenue est bien adaptée à l'analyse de texture. Elle permet l'extraction de nombreux paramètres fréquentiels à partir des spectres locaux. Des paramètres, caractérisant l'anisotropie et l'orientation, sont en particulier proposés et illustrés sur des textures naturelles. La TO continue, est aussi bien adaptée à l'estimation d'un paramètre inter-échelles qui est La dimension fractale. Celle-ci permet ainsi de caractériser la rugosité de la texture. L'approche texturale constitue une méthode non invasive, particulièrement intéressante pour la quantification des altérations structurales dues au vieillissement de la vertèbre. Nous avons utilisé des méthodes d'analyse locale de la texture par la TO ainsi que d'autres globales sur des d'images radiologiques de la vertèbre (obtenues par tomographie haute résolution et par historadiographie sagittale). Ces images de coupes, par leur situation particulière vis à vis de 1 'axe principal du rachis lombaire, permettent d'approcher l'information 3D contenue dans la texture osseuseTexture is naturally a multi-scale notion which is linked to a human observant. In its classical form, wavelet transform (WT) is a multi-scale representation. It permits a hierarchical texture observation, in a global and a local manner, similar at the human vision and which characterise spatial interactions into-scale. We focus also on a second interpretation of WT as a frequency analysis tool. Space-frequency transformations associate a local frequential spectrum to each point of the image. Thus, spectrogram, Gabor transform, Wigner-Ville transform and the quadratic form of WT can be defined for images in a class of energetic representations. Relationships between these transformations can be expressed by means of the Wigner-Ville transform, which plays a central theoretical role. A Mellin-Fourier transform based technique is proposed. The obtained spectral representation is well adapted to texture analysis. It allows extracting a large number of frequential parameters from local spectra. Moreover, parameters characterising orientation and anisotropy are proposed and illustrated with natural textures. WT is also well suited to estimate -the fractal dimension. This last parameter permits to characterise the roughness texture. The textural approach is a non invasive method which is particularly interesting to quantify structural variations due to vertebra aging. We have used local analysis methods and some global ones on radiological images of vertebra (obtained in high resolution tomography and in sagital micro-radiography), which contains different directional informations
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Bacle, Guillaume. "Les muscles infraspinatus et teres minor : anatomie, analyse de texture en imagerie IRM et comportement viscoélastique en élastographie ultrasonore." Thesis, Tours, 2016. http://www.theses.fr/2016TOUR3301/document.
Full textAbstract:
Les muscles infraépineux et petit rond sont cruciaux sur le plan fonctionnel et sont altérés dans le cadre des pathologies de la coiffe des rotateurs. La proportion de tissu graisseux dans l’infraépineux est actuellement un critère pronostic du résultat fonctionnel des réparations des lésions tendineuses de la coiffe des rotateurs. Les buts de ce travail sont de caractériser ces muscles sur le plan anatomique, de proposer une meilleure exploration de leur morphologie par IRM, d’utiliser l’analyse de texture informatique pour objectiver leur composition et enfin, d’utiliser l’élastographie ultrasonore pour analyser leur comportement viscoélastique en contrainte. L’infraépineux et le petit rond sont respectivement de conformation tripennée et parallèle. Les critères d’acquisition IRM de routine peuvent être aisément optimisés pour analyser plus précisément les muscles rotateurs externes. L’analyse de texture semble prometteuse pour évaluer la proportion de tissu graisseux dans le muscle squelettique. L’élastographie ultrasonore permet d’appréhender le degré d’anisotropie musculaire, et donc l’état d’organisation du muscle infraépineuxInfraspinatus and teres minor muscles are crucial functionally and are regularly impaired in the context of of the rotator cuff pathology. The proportion of fatty tissue in the infraspinatus is currently a strong prognosis criterion of functional outcomes of rotator cuff tendon repair. The goals of this work are to characterize these muscles anatomically, to provide a better exploration of their morphology by MRI, to use computer texture analysis to objectify their composition and finally to use the ultrasound elastography for analysing their viscoelastic behaviour under stress. Infraspinatus and teres minor muscles have a tripennate and parallel organization, respectively. Routine MRI acquisition criteria can be easily optimized to analyse more precisely the external rotator muscles. Texture analysis seems promising to assess the proportion of fatty tissue in the skeletal muscle. The ultrasound elastography allows us to estimate the degree of muscle anisotropy, and therefore the state of organization of the infraspinatus muscle
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Afdel, Karim. "Conception d'outils d'analyse quantitative d'images pour la biologie moléculaire et la dermatologie." Aix-Marseille 3, 1994. http://www.theses.fr/1994AIX30072.
Full textAbstract:
On a elabore et mis en uvre des outils informatiques destines a quantifier differentes images biologiques par morphologie mathematique et filtrages. Trois types d'images ont ete analysees. Les images obtenues a partir d'autoradiographies d'electrophoreses en gel (utilisees par les biologistes pour separer les proteines ou acides nucleiques) sont le premier type d'images etudiees. On a montre qu'on pouvait modeliser le profil de ligne moyen des pistes des autoradiographies par des gaussiennes non normalisees en utilisant la methode des moindres carres. L'application de cette methode a un gel contenant trois fragments d'adn de tailles tres proches a permis de valider la methode. Les autoradiographies d'hybridation in situ qui revelent la distribution de molecules d'arn specifiques dans les cellules constituent le deuxieme domaine d'application de cette these. Une procedure de comptage automatique a ete mise en place pour cette etude. L'analyse des textures associee a l'analyse en composante principale a ete appliquee a des images obtenues par transmission optique de corneocytes preleves par scotch test. On a montre que cette approche permettait de quantifier de maniere pertinente la quantite et la qualite de la desquamation
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Eliat, Pierre-Antoine. "Analyse de texture et relaxométrie dynamique pour la caractérisation tissulaire en IRM : applications aux tumeurs mammaires et cérébrales." Rennes 1, 2002. http://www.theses.fr/2002REN1B066.
Full textAbstract:
De l'imagerie morphologique vers l'imagerie fonctionnelle : disposer d'informations histologiques, physiologiques ou biochimiques pour le diagnostic, le pronostic ou le suivi thérapeutique. Objectif : utiliser deux approches de caractérisation tissulaire en IRM et approche dynamique (relaxométrie dynamique). Analyse de texture dans un modèle de métastases hépatiques de cancer coliques chez le rat : l'analyse de texture montre des différences entre tumeurs des rats traités et celles des rats non traités. L'application de la relaxométrie dynamique pour la caractérisation des tumeurs mammaires a montré qu'une approche quantitative avec une méthode de calcul du T1 fiable et rapide était un avantage dans le cadre de protocoles multicentriques et donc un pas intéressant vers une intégration de ce type de technique en routine clinique pour l'aide au diagnostic. En conservant une sensibilité élevée, la spécificité a été augmentée. L'étude sur les tumeurs cérébrales montre que la relaxométrie dynamique et l'analyse de texture sont des outils complémentaires permettant, sur les données dont nous disposions, de distinguer les tumeurs de grade IV des tumeurs de grade inférieur. La réalisation de cartographies des paramètres permet de conserver au mieux les informations sur l'hétérogénéité intratumorale.
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Decourselle, Thomas. "Etude et modélisation du comportement des gouttelettes de produits phytosanitaires sur les feuilles de vignes par imagerie ultra-rapide et analyse de texture." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00949360.
Full textAbstract:
Dans le contexte actuel de diminution des pollutions d'origine agricole, laréduction des apports d'intrants devient un enjeu primordial. En France, laviticulture est l'activité qui possède le taux le plus important de traitementsphytosanitaires par unité de surface. Elle représente, à elle seule, 20% de laconsommation annuelle de pesticides. Par conséquent, il est nécessaire d'étudierle devenir des pesticides appliqués afin de réduire les quantités perduesdans l'environnement. Dans le cadre de la réduction d'apport de produitsphytosanitaires dans les vignes, de nombreux travaux ont été effectués sur lamodélisation du comportement d'un spray de gouttelettes et sa répartitionau niveau de la parcelle et de l'air environnant. Cependant, il est égalementimportant de s'intéresser au comportement de la gouttelette directement auniveau de la feuille. Les progrès dans le domaine de l'imagerie et la diminutiondu coût des systèmes ont rendus ces systèmes beaucoup plus attractifs.Le travail de cette thèse consiste en la mise en place d'un système d'imagerierapide qui permet l'observation du comportement à l'impact de gouttelettesrépondant aux conditions de pulvérisation. Les caractéristiques ainsi que lecomportement associé de chaque gouttelette sont extraits grâce à une méthodede suivi d'objets. Une analyse statistique basée sur un nombre représentatifde résultats permet ensuite d'évaluer de manière robuste le devenir d'unegoutte en fonction de ses caractéristiques. Parallèlement, un paramètre décrivantl'état de surface de la feuille est également étudié grâce à l'imagerie : larugosité qui joue un rôle prédominant dans la compréhension des mécanismesd'adhésion
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Touvier, Jérôme. "Analyse de la texture osseuse trabéculaire : application au diagnostic de l''ostéoporose et de l''arthrose." Thesis, Orléans, 2015. http://www.theses.fr/2015ORLE2011.
Full textAbstract:
Nous avons évalué l'apport de l'analyse de la texture de radiographies de l'os trabéculaire sur le diagnostic de l'ostéoporose et sur le pronostic de l'arthrose. Tout d'abord, la combinaison de la densité minérale osseuse et de l'analyse de texture de la microarchitecture osseuse a été étudiée dans la perspective d'améliorer la détection des fractures ostéoporotiques. La texture a été analysée avec le paramètre fractal H et le TBS (Trabecular Bone Score) calculés sur des régions d’intérêt de radiographies du calcanéum et de densitométries osseuses aux vertèbres, respectivement. L'information supplémentaire apportée par l'analyse de texture a permis de discerner des femmes avec des fractures de fragilité dans le groupe des patientes non ostéoporotiques. Dans un second temps, des techniques de prétraitement ou de filtrage des images ont été exploitées afin d'améliorer l'analyse de la texture osseuse. L'une des dernières méthodes de décomposition variationnelle a été comparée avec des techniques classiques de filtrage. Les prétraitements améliorent certaines caractéristiques de texture, mais parmi celles-ci, le paramètre fractal H était plus robuste puisqu'il restait au même niveau de performance sans nécessiter de prétraitement. Enfin, les capacités prédictives de l'analyse de texture dans la progression de l'arthrose ont été étudiées à partir de radiographies numérisées du genou. La progression de l'arthrose a été évaluée par la variation du score radiographique de Kellgren et Lawrence à 4 ans d'intervalle. La signature fractale et l'entropie mesurées sur le compartiment tibio-fémoral latéral étaient significativement associées à la progression de la gonarthroseWe have evaluated the added value of trabecular bone radiography's texture analysis to improve osteoporosis diagnosis and osteoarthritis prognosis. Firstly, fracture discrimination by combined Bone Mineral Density (BMD) and microarchitectural texture analysis has been studied. The Spine Trabecular Bone Score (TBS) and calcaneus mean Hurst parameter (H) has been assessed. The texture parameters have helped to classify a subset of non-osteoporotic women into a group with a higher risk of fractures. Secondly, preprocessing or filtering methods have been used to improve bone texture analysis. One of the latest variational decomposition model has been compared to classical filtering methods. Preprocessing improve some texture features but among them the fractal parameter H is more reliable since it doesn't need preprocessing to obtain the same performance. At last, the predictive ability of texture analysis with respect to knee osteoarthritis progression has been studied from digitalized radiography. The progression of knee osteoarthritis has been evaluated by the change in Kellgren and Lawrence scale at 4 years. The fractal signature and entropy assessed on lateral tibiofemoral compartment have been significantly associated with knee osteoarthritis progression
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Richard, Frédéric. "Modèles et analyses statistiques de l'image biomédicale." Habilitation à diriger des recherches, Université René Descartes - Paris V, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00522704.
Full text
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Decourselle, Thomas. "Etude et modélisation du comportement des gouttelettes de produits phytosanitaires sur les feuilles de vignes par imagerie ultra-rapide et analyse de texture." Electronic Thesis or Diss., Dijon, 2013. http://www.theses.fr/2013DIJOS033.
Full textAbstract:
Dans le contexte actuel de diminution des pollutions d’origine agricole, laréduction des apports d’intrants devient un enjeu primordial. En France, laviticulture est l’activité qui possède le taux le plus important de traitementsphytosanitaires par unité de surface. Elle représente, à elle seule, 20% de laconsommation annuelle de pesticides. Par conséquent, il est nécessaire d’étudierle devenir des pesticides appliqués afin de réduire les quantités perduesdans l’environnement. Dans le cadre de la réduction d’apport de produitsphytosanitaires dans les vignes, de nombreux travaux ont été effectués sur lamodélisation du comportement d’un spray de gouttelettes et sa répartitionau niveau de la parcelle et de l’air environnant. Cependant, il est égalementimportant de s’intéresser au comportement de la gouttelette directement auniveau de la feuille. Les progrès dans le domaine de l’imagerie et la diminutiondu coût des systèmes ont rendus ces systèmes beaucoup plus attractifs.Le travail de cette thèse consiste en la mise en place d’un système d’imagerierapide qui permet l’observation du comportement à l’impact de gouttelettesrépondant aux conditions de pulvérisation. Les caractéristiques ainsi que lecomportement associé de chaque gouttelette sont extraits grâce à une méthodede suivi d’objets. Une analyse statistique basée sur un nombre représentatifde résultats permet ensuite d’évaluer de manière robuste le devenir d’unegoutte en fonction de ses caractéristiques. Parallèlement, un paramètre décrivantl’état de surface de la feuille est également étudié grâce à l’imagerie : larugosité qui joue un rôle prédominant dans la compréhension des mécanismesd’adhésionIn the domain of vineyard precision spraying research, one of the most importantobjectives is to minimize the volume of phytosanitary products ejected bya sprayer in order to be more environmentally respectful with more effectivevine leaf treatments. Unfortunaltely, even if lot of works have been carriedout at a parcel scale, mainly on losses caused by drift, less works have beencarried out at the leaf scale in order to understand which parameters influencethe spray quality. Since few years, recent improvements in image processing,sensitivity of imaging systems and cost reduction have increased the interestof high-speed imaging techniques. Analyzing the behavior of droplets afterimpact with the leaf thanks to high speed imaging technology is a relevantsolution. By this way, we propose a droplets behavior analyzing process invineyard spraying context based on high-speed acquision system combinedwith image processing techniques. This process allows us to extract dropletsparameters. Therefore, a statistical study is processed in order to determinethe effects of droplets parameters on leaf impact or to predict behavior of asingle droplet. Since this behavior is strongly related to leaf surface, we alsopropose to validate a natural leaf roughness characterization method basedon texture analysis
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Perier, Cynthia. "Analyse quantitative des données de routine clinique pour le pronostic précoce en oncologie." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0219/document.
Full textAbstract:
L'évolution de la texture ou de la forme d'une tumeur à l'imagerie médicale reflète les modifications internes dues à la progression (naturelle ou sous traitement) d'une lésion tumorale. Dans ces travaux nous avons souhaité étudier l'apport des caractéristiques delta-radiomiques pour prédire l'évolution de la maladie. Nous cherchons à fournir un pipeline complet de la reconstruction des lésions à la prédiction, en utilisant seulement les données obtenues en routine clinique.Tout d'abord, nous avons étudié un sous ensemble de marqueurs radiomiques calculés sur IRM, en cherchant à établir quelles conditions sont nécessaires pour assurer leur robustesse. Des jeux de données artificiels et cliniques nous permettent d'évaluer l'impact de la reconstruction 3D des zones d'intérêt et celui du traitement de l'image.Une première analyse d'un cas clinique met en évidence des descripteurs de texture statistiquement associés à la survie sans évènement de patients atteints d'un carcinome du canal anal dès le diagnostic.Dans un second temps, nous avons développé des modèles d'apprentissage statistique. Une seconde étude clinique révèle qu'une signature radiomique IRM en T2 à trois paramètres apprise par un modèle de forêts aléatoires donne des résultats prometteurs pour prédire la réponse histologique des sarcomes des tissus mous à la chimiothérapie néoadjuvante.Le pipeline d'apprentissage est ensuite testé sur un jeu de données de taille moyenne sans images, dans le but cette fois de prédire la rechute métastatique à court terme de patientes atteinte d'un cancer du sein. La classification des patientes est ensuite comparée à la prédiction du temps de rechute fournie par un modèle mécanistique de l'évolution des lésions.Enfin nous discutons de l'apport des techniques plus avancées de l'apprentissage statistique pour étendre l'automatisation de notre chaîne de traitement (segmentation automatique des tumeurs, analyse quantitative de l'oedème péri-tumoral)Tumor shape and texture evolution may highlight internal modifications resulting from the progression of cancer. In this work, we want to study the contribution of delta-radiomics features to cancer-evolution prediction. Our goal is to provide a complete pipeline from the 3D reconstruction of the volume of interest to the prediction of its evolution, using routinely acquired data only.To this end, we first analyse a subset of MRI(-extracted) radiomics biomarquers in order to determine conditions that ensure their robustness. Then, we determine the prerequisites of features reliability and explore the impact of both reconstruction and image processing (rescaling, grey-level normalization). A first clinical study emphasizes some statistically-relevant MRI radiomics features associated with event-free survival in anal carcinoma.We then develop machine-learning models to improve our results.Radiomics and machine learning approaches were then combined in a study on high grade soft tissu sarcoma (STS). Combining Radiomics and machine-learning approaches in a study on high-grade soft tissue sarcoma, we find out that a T2-MRI delta-radiomic signature with only three features is enough to construct a classifier able to predict the STS histological response to neoadjuvant chemotherapy. Our ML pipeline is then trained and tested on a middle-size clinical dataset in order to predict early metastatic relapse of patients with breast cancer. This classification model is then compared to the relapsing time predicted by the mechanistic model.Finally we discuss the contribution of deep-learning techniques to extend our pipeline with tumor automatic segmentation or edema detection
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Pham, Minh Tân. "Pointwise approach for texture analysis and characterization from very high resolution remote sensing images." Thesis, Télécom Bretagne, 2016. http://www.theses.fr/2016TELB0403/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse propose une nouvelle approche ponctuelle pour l'analyse de texture dans l'imagerie de télédétection à très haute résolution (THR). Cette approche ne prend en compte que des points caractéristiques, et non pas tous les pixels dans l'image, pour représenter et caractériser la texture. Avec l'augmentation de la résolution spatiale des capteurs satellitaires, les images THR ne vérifient que faiblement l'hypothèse de stationnarité. Une telle approche devient donc pertinente étant donné que seuls l'interaction et les caractéristiques des points-clés sont exploitées. De plus, puisque notre approche ne considère pas tous les pixels dans l'image comme le font la plupart des méthodes denses de la littérature, elle est plus à-même de traiter des images de grande taille acquises par des capteurs THR. Dans ce travail, la méthode ponctuelle est appliquée en utilisant des pixels de maxima locaux et minima locaux (en intensité) extraits à partir de l'image. Elle est intégrée dans plusieurs chaînes de traitement en se fondant sur différentes techniques existantes telles la théorie des graphes, la notion de covariance, la mesure de distance géométrique, etc. En conséquence, de nombreuses applications basées sur la texture sont abordées en utilisant des données de télédétection (images optiques et radar), telles l'indexation d'images, la segmentation, la classification et la détection de changement, etc. En effectuant des expériences dédiées à chaque application thématique, la pertinence et l'efficacité du cadre méthodologique proposé sont confirmées et validéesThis thesis work proposes a novel pointwise approach for texture analysis in the scope of very high resolution (VHR) remote sensing imagery. This approach takes into consideration only characteristic pixels, not all pixels of the image, to represent and characterize textural features. Due to the fact that increasing the spatial resolution of satellite sensors leads to the lack of stationarity hypothesis in the acquired images, such an approach becomes relevant since only the interaction and characteristics of keypoints are exploited. Moreover, as this technique does not need to consider all pixels inside the image like classical dense approaches, it is more capable to deal with large-size image data offered by VHR remote sensing acquisition systems. In this work, our pointwise strategy is performed by exploiting the local maximum and local minimum pixels (in terms of intensity) extracted from the image. It is integrated into several texture analysis frameworks with the help of different techniques and methods such as the graph theory, the covariance-based approach, the geometric distance measurement, etc. As a result, a variety of texture-based applications using remote sensing data (both VHR optical and radar images) are tackled such as image retrieval, segmentation, classification, and change detection, etc. By performing dedicated experiments to each thematic application, the effectiveness and relevance of the proposed approach are confirmed and validated
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Orczyk, Clément. "Modélisation du cancer de la prostate par l'imagerie : détection, stratification, planning thérapeutique et suivi en 3D d'une thérapie focale basés sur le recalage-fusion d'image en multi modalité." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMC405/document.
Full textAbstract:
Dénommée multiparamétrique par adjonction de séquences fonctionnelle aux conventionnelles, L’IRM de prostate a montré ses performances pour la détection du cancer de prostate par un score radiologique visuel, subjectif. D’autres applications sont en cours d’investigations comme la stratification, le planning thérapeutique ou encore le suivi oncologique.La première partie s’attache à décrire, élaborer et appliquer une méthodologie de recalage non rigide en 3D entre l’histologie du spécimen de prostatectomie totale et les différentes séquences de l’IRMmp. Après avoir capturé une déformation et un changement de volume de la prostate entre les états in vivo et ex vivo par IRM, la méthode de recalage multimodalité appliquée à une population de prostatectomie totale précédée d’une IRM démontre une sous-estimation du volume de cancer par l’IRM, sujette à une stratification. Les implications se trouvent dans la détection, la stratification et le planning thérapeutique. La deuxième partie propose une analyse de texture des différentes séquences et cartographies quantitatives en diffusion et perfusion pour la détection et la stratification du cancer. Cette approche multiparamétrique de « Score d’Entropie » est testée dans une population pilote au moment des biopsies et présente des performances diagnostique pour sélectionner les lésions à biopsier. Ce score d’entropie participe de la stratification du cancer en corrélant positivement avec le score de Gleason et la longueur de cancer biopsique.La troisième partie explore le rôle de l’IRM dans le suivi d’une thérapie émergente, dite focale, du cancer. Il s’agit d’un travail de recalage non-rigide longitudinal sur une cohorte de patients traités par thérapie focale en vue de compenser les déformation focalement induites. Il apparaît que ce type de recalage peut permettre un suivi objectif des résultats d’ablation et potentiellement élaborer une cible biopsique et radiologique dans le suivi oncologiqueConventional prostate MRI, enhanced by diffusion and perfusion sequences, and then named multiparametric, showed high performances for detection of prostate cancer using visual scoring. Indications in stratification, prognosis, treatment planning and follow up are currently under investigations.First part of this work attached itself to describe, elaborate and use a non-rigid image fusion method in 3D between gold standard histology of radical prostatectomy and MRI. Investigations captured the significant differences in shape and volume of in vivo and ex vivo prostate using MRI. The developed multimodality fusion method was applied to a cohort of patients who underwent MRI prior surgery. Results showed a stratified underestimation of cancer volume by MRI. Clinical output resides in detection, stratification and surgical planning.The second part proposed some texture analysis of sequences and quantitative maps. As a multiparametric approach, the Entropy Score is applied in a pilot cohort at time of biopsy and showed some potential usefulness to select MRI targets without compromising detection of significant cancer. By positively correlating with the Gleason Score and the maximal core length of cancer, Entropy Score participates of stratification of cancer.The third part explored application of image registration in the longitudinal follow up of an emergent therapy, said focal (FT). As a conservative approach, FT induces very local deformation of the gland which appears to be appropriately modelled by non-rigid registration, then opening possibilities to guide further control biopsy and radiologic assessment
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Corvo, Joris. "Caractérisation de paramètres cosmétologiques à partir d'images multispectrales de peau." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM100/document.
Full textAbstract:
Grâce aux informations spatiales et spectrales qu'elle apporte, l'imagerie multispectrale de la peau est devenue un outil incontournable de la dermatologie. Cette thèse a pour objectif d'évaluer l’intérêt de cet outil pour la cosmétologie à travers trois études : la détection d'un fond de teint, l'évaluation de l'âge et la mesure de la rugosité.Une base d'images multispectrales de peau est construite à l'aide d'un système à multiples filtres optiques. Une phase de prétraitement est nécessaire à la standardisation et à la mise en valeur de la texture des images.Les matrices de covariance des acquisitions peuvent être représentées dans un espace multidimensionnel, ce qui constitue une nouvelle approche de visualisation de données multivariées. De même, une nouvelle alternative de réduction de la dimensionnalité basée sur l'ACP est proposée dans cette thèse. L'analyse approfondie de la texture des images multispectrales est réalisée : les paramètres de texture issus de la morphologie mathématique et plus généralement de l'analyse d'images sont adaptés aux images multivariées. Dans cette adaptation, plusieurs distances spectrales sont expérimentées, dont une distance intégrant le modèle LIP et la métrique d'Asplünd.Les résultats des prédictions statistiques générées à partir des données de texture permettent de conclure quant à la pertinence du traitement des données et de l'utilisation de l'imagerie multispectrale pour les trois études considéréesThanks to its precision in spatial and spectral domain, multispectral imaging has become an essential tool in dermatology. This thesis focuses on the interest of this technology for cosmetological parameters assessment through three different studies: the detection of a foundation make-up, age assessment and roughness measurement.A database of multispectral skin images is build using a multiple optical filters system. A preprocessing step allows to standardize those texture images before their exploitation.Covariance matrices of mutispectral acquisitions can be displayed in a multidimensional scaling space which is a novel way to represent multivariate data sets. Likewise, a new dimensionality reduction algorithm based on PCA is proposed in this thesis.A complete study of the images texture is performed: texture features from mathematical morphology and more generally from image analysis are expanded to the case of multivariate images. In this process, several spectral distances are tested, among which a new distance associating the LIP model to the Asplund metric.Statistical predictions are generated from texture data. Thoses predictions lead to a conclusion about the data processing efficiency and the relevance of multispectral imaging for the three cosmetologic studies
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Chesseboeuf, Clément. "Méthodes mathématiques et numériques pour la modélisation des déformations et l'analyse de texture. Applications en imagerie médicale." Thesis, Poitiers, 2017. http://www.theses.fr/2017POIT2285/document.
Full textAbstract:
Nous décrivons une procédure numérique pour le recalage d'IRM cérébrales 3D. Le problème d'appariement est abordé à travers la distinction usuelle entre le modèle de déformation et le critère d'appariement. Le modèle de déformation est celui de l'anatomie computationnelle, fondé sur un groupe de difféomorphismes engendrés en intégrant des champs de vecteurs. Le décalage entre les images est évalué en comparant les lignes de niveau de ces images, représentées par un courant différentiel dans le dual d'un espace de champs de vecteurs. Le critère d'appariement obtenu est non local et rapide à calculer. On se place dans l'ensemble des difféomorphismes pour rechercher une déformation reliant les deux images. Pour cela, on minimise le critère en suivant le principe de l'algorithme sous-optimal. L'efficacité de l'algorithme est renforcée par une description eulérienne et périodique du mouvement. L'algorithme est appliqué pour le recalage d'images IRM cérébrale 3d, la procédure numérique menant à ces résultats est intégralement décrite. Nos travaux concernent aussi l'analyse des propriétés de l'algorithme. Pour cela, nous avons simplifié l'équation représentant l'évolution de l'image et étudié l'équation simplifiée en utilisant la théorie des solutions de viscosité. Nous étudions aussi le problème de détection de rupture dans la variance d'un signal aléatoire gaussien. La spécificité de notre modèle vient du cadre infill, ce qui signifie que la distribution des données dépend de la taille de l'échantillon. L'estimateur de l'instant de rupture est défini comme le point maximisant une fonction de contraste. Nous étudions la convergence de cette fonction et ensuite la convergence de l'estimateur associé. L'application la plus directe concerne l'estimation de changement dans le paramètre de Hurst d'un mouvement brownien fractionnaire. L'estimateur dépend d'un paramètre p > 0 et nos résultats montrent qu'il peut être intéressant de choisir p < 2We present a numerical procedure for the matching of 3D MRI. The problem of image matching is addressed through the usual distinction between the deformation model and the matching criterion. The deformation model is based on the theory of computational anatomy and the set of deformations is a group of diffeomorphisms generated by integrating vector fields. The discrepancy between the two images is evaluated through comparisons of level lines represented by a differential current in the dual of a space of vector fields. This representation leads to a quickly computable non-local criterion. Then, the optimisation method is based on the minimization of the criterion following the idea of the so-called sub-optimal algorithm. We take advantage of the eulerian and periodical description of the algorithm to get an efficient numerical procedure. This algorithm can be used to deal with 3d MR images and numerical experiences are presented. In an other part, we focus on theoretical properties of the algorithm. We begin by simplifying the equation representing the evolution of the deformed image and we use the theory of viscosity solutions to study the simplified equation. The second issue we are interested in is the change-point estimation for a gaussian sequence with change in the variance parameter. The main feature of our model is that we work with infill data and the nature of the data can evolve jointly with the size of the sample. The usual approach suggests to introduce a contrast function and using the point of its maximum as a change-point estimator. We first get an information about the asymptotic fluctuations of the contrast function around its mean function. Then, we focus on the change-point estimator and more precisely on the convergence of this estimator. The most direct application concerns the detection of change in the Hurst parameter of a fractional brownian motion. The estimator depends on a parameter p > 0, generalizing the usual choice p = 2. We present some results illustrating the advantage of a parameter p < 2
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Mamadou, Diarra. "Extraction et fusion de points d'intérêt et textures spectraux pour l'identification, le contrôle et la sécurité." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCK031/document.
Full textAbstract:
La biométrie est une technologie émergente qui propose de nouvelles méthodes de contrôle, d’identification et de sécurité. Les systèmes biométriques sont souvent victimes de menaces. La reconnaissance faciale est populaire et plusieurs approches existantes utilisent des images dans le spectre visible. Ces systèmes traditionnels opérant dans le spectre visible souffrent de plusieurs limitations dues aux changements d’éclairage, de poses et d’expressions faciales. La méthodologie présentée dans cette thèse est basée sur de la reconnaissance faciale multispectrale utilisant l'imagerie infrarouge et visible, pour améliorer la performance de la reconnaissance faciale et pallier les insuffisances du spectre visible. Les images multispectrales utilisées cette étude sont obtenues par fusion d’images visibles et infrarouges. Les différentes techniques de reconnaissance sont basées sur l’extraction de caractéristiques telles que la texture et les points d’intérêt par les techniques suivantes : une extraction hybride de caractéristiques, une extraction binaire de caractéristiques, une mesure de similarité tenant compte des caractéristiques extraitesBiometrics is an emerging technology that proposes new methods of control, identification and security. Biometric systems are often subject to risks. Face recognition is popular and several existing approaches use images in the visible spectrum. These traditional systems operating in the visible spectrum suffer from several limitations due to changes in lighting, poses and facial expressions. The methodology presented in this thesis is based on multispectral facial recognition using infrared and visible imaging, to improve the performance of facial recognition and to overcome the deficiencies of the visible spectrum. The multispectral images used in this study are obtained by fusion of visible and infrared images. The different recognition techniques are based on features extraction such as texture and points of interest by the following techniques: a hybrid feature extraction, a binary feature extraction, a similarity measure taking into account the extracted characteristics
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Maunier-Sifre, Laurence. "Organisation spatiale du tissu conjonctif intramusculaire : relation avec la texture de la viande bovine." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00668883.
Full textAbstract:
Le périmysium a été analysé à l'aide de deux modalités d'imagerie, l'histologie et l'imagerie par résonance magnétique (IRM). L'histologie a permis l'observation des faisceaux primaires et l'IRM des faisceaux d'ordre supérieur. Dans les deux cas, une méthode de seuillage du périmysium a été mise au point et validée avec la construction d'une banque de cartes de référence probabilistes, résultat de la segmentation manuelle du réseau par un jury d'experts. Le périmysium segmenté a été caractérisé à l'aide de variable morpho-anatomiques et granulométriques. Celles-ci ont été ensuite reliées à la résistance mécanique et à la tendreté sensorielle de la viande cuite. Ce sont les structures macroscopiques, visualisées en IRM, qui jouent un rôle majeur sur le déterminisme de la tendreté de la viande bovine cuite. Ces résultats ouvrent des perspectives pour le développement de méthodes d'imagerie simples adaptées à la prédiction et au contrôle de la tendreté de la viande bovine.
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Belperin, Maxime. "Génération de texture par anamorphose pour la décoration d’objets plastiques injectés." Thesis, Lyon 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LYO10078/document.
Full textAbstract:
Le contexte de ma thèse rentre dans le cadre du projet IMD3D, supporté par le FUI. L'objectif de ce projet consiste à proposer une méthode automatisée permettant la décoration d'objets 3D quelconques. La solution choisie consiste à positionner un film imprimé dans le moule, ce film sera déformé par la fermeture du moule puis par injection. Ma thèse porte sur la génération de décoration. Les données dont nous disposons en entrée sont un maillage et une ou plusieurs images. Nous souhaitons d'abord obtenir le plaquage de cette image sur le maillage, de telle sorte que le rendu visuel soit équivalent à l'image initiale. Pour cela, nous avons décidé de choisir un point de vue par image et de le favoriser. Nous paramétrions alors le maillage par le biais d'une projection orthogonale ou perspective définie par ce point de vue. Nous réalisons alors la transformée inverse de déformation du maillage. L'utilisation d'une application conforme pour la déformation inverse permet de coller au mieux à la physique du problème. Nous visualisons donc le résultat à imprimer sur le film. Il reste alors à générer la texture permettant de décorer l'objet injecté par le procédé. Il suffit de parcourir bilinéairement l'intérieur des mailles et simultanément la partie de l'image correspondante, de manière à remplir les pixels de l'image. Ceci permet d'obtenir finalement la texture finale qui sera imprimée sur le film. Mais, lors des premiers essais effectués par les industriels avec une mire colorée, un effet de décoloration a été relevé. Nous avons donc pris en compte ce changement de couleur pour modifier l'image et obtenir le résultat visuel escompte, même au niveau du rendu des couleursThis work takes part in a global industrial project called IMD3D, which is supported by FUI and aims at decorating 3D plastic objects using Insert Molding technology with an automated process. Our goal is to compute the decoration of 3D virtual objects, using data coming from polymer film characterization and mechanical simulation. My thesis deals with the generation of decoration. Firstly, we want to map the texture onto the mesh, so that the visual rendering would be equivalent to the initial picture. In order to do so, we decided to choose a viewpoint per texture and to favor it. Thus, a specific view-dependent parameterization is defined. Thus, the first goal which is to define the texture mapping with visual constraints is reached. After this step, the inverse distortion of the mesh is performed. The use of a conformal map for this inverse transform allows to respect the physics issues. Therefore we get a planar mesh representing the initial mesh of simulation whose associated textures have also been modified by this transform. The result to be printed on the film can be viewed. Finally, the texture enabling the decoration of the object injected by the process can be generated. This texture combines information from several mapped images. The inner part of the mesh and in the same time the part of the corresponding texture shall be followed in a bilinear way in order to fill the pixel of the generated picture. But during the first tests performed by industries with a colors pattern, a discoloration effect was detected. As a consequence, we thought to take into account this color change to modify the picture and to obtain the expected visual rendering
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Brusque, Corinne. "Métrique du bruit visuel en site urbain nocturne pour l'optimisation des signaux routiers." Saint-Etienne, 1994. http://www.theses.fr/1994STET4006.
Full textAbstract:
Les scènes urbaines, en raison de la richesse de leur contenu, présentent l'inconvénient de générer un flux d'informations visuelles qui sollicite en permanence le système visuel de l'automobiliste. On identifie, sous la terminologie de bruit visuel, la nuisance générée par un tel environnement pour détecter les signaux routiers. L'objectif de la thèse est la définition d'une métrique, automatique et objective, du bruit visuel des scènes urbaines nocturnes. On a fait l'hypothèse qu'il était possible d'estimer l'intensité du bruit visuel généré, par un environnement urbain nocturne, à l'aide d'un paramètre physique quantifiant sa complexité visuelle. On a recherché, parmi les techniques de traitements d'images, celles qui permettaient au mieux d'estimer la complexité visuelle d'un environnement urbain. Les méthodes suivantes de traitement d'images ont été étudiées : l'analyse de l'histogramme des luminances, des techniques d'analyse de texture et l'analyse par ondelettes. On a, également, proposé une méthode, inspirée du calcul de la luminance de voile, pour décrire la répartition radiale de zones à forte luminance autour du signal. Une méthodologie statistique associant l'analyse factorielle et l'analyse typologique, a été retenue pour comparer le pouvoir de discrimination de la complexité visuelle, offert par chacune de ces méthodes. La métrique du bruit visuel proposée regroupe l'ensemble de ces outils. On a ensuite validé l'hypothèse initiale en comparant l'évaluation subjective, par des observateurs, du niveau du bruit visuel généré par un environnement et l'évaluation objective et automatique proposée
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Fongang, Léon. "Aspects prédictifs des interactions tissus-implant par analyses multi-échelles en imagerie : mise en évidence intraleucocytaires de microtextures décrivant un champ aléatoire markovien." Nice, 1993. http://www.theses.fr/1993NICE4707.
Full textAbstract:
Par des opérateurs d'analyses d'images et de traitements du signal adaptes aux spécificités biologiques, on quantifie les textures cellulaires de tissus osseux et hématologiques avec : 1) mise en évidence par un modèle mathématique d'une mémoire cellulaire dérivant d'un champ aléatoire markovien, fonctionnant sur les variations d'homogénéité et de contraintes de statistiques du second ordre, associée aux états métaboliques caractérisant la vie cellulaire dans certaines bandes énergétiques. 2) classification morphologique et texturale des cellules suivant un concept de champ de rayons-vecteurs (crv) ou les aspects microscopiques et macroscopiques intra-cellulaires interviennent dans la détermination du contour de ces cellules. Une procédure d'indexage des rayons-vecteurs (rv), ou les algorithmes classiques de rotations et de translations sont exclus, permet une réorientation spatiale fictive des objets à comparer. La mise en correspondance des rv donne un signal de forme (sf) conduisant à une quantification du degré de ressemblance entre les objets examines. 3) Un nouveau concept quantifiant l'homogénéité des textures de zones peri-implantologiques par analyses morphologiques multi-échelles permet des évaluations prédictives de l'évolution de ces tissus lors de régénérations normales ou de leurs restructurations plus ou moins altéréesHuman bone and hematologic celle textures are evaluated by the way of fittes biomedical image and signal processsing operators. In the present work, we report a set of algorithmic procedures leading to : 1) a mathematical modeling « cell memory ». That model i related to homogeneity variations associated to the metabolic states which characterize the cell life inside « energetic bands ». The second order statistical means of blood cell microscopic textures agree with those resulting form the markovian random field. 2) A morphological and textural cell classification based on the concept of « field ray-vectorrs » (CRV). Inside that CRV, the micro- and macroscopic aspects of the cell specificities are taken into account fot the contour determination. An indexing method of « Ray Vectors » (RV) leads to a « fictive » (not physically) reorientation of objects, the specific algorithms of rotations and tranlations being excluded. Matched RV give a « shape-signal » (SF) in relation to each object and leads to quantify the degree of similarity between objects. 3) A new concept found upon the morphological multi-scale analysis allowing the quantification of periimplant texture homogeneity and, the predictive evaluations of bone tissue evolutions during the regeneration r after normal or abnormal restructuration which can be more or less altered
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Rousseau, François. "Méthodes d'analyse d'images et de calibration pour l'échographie 3D en mode main-libre." Phd thesis, Rennes 1, 2003. ftp://ftp.irisa.fr/techreports/theses/2003/rousseau.pdf.
Full textAbstract:
Dans le contexte de l'échographie 3D main-libre, cette étude s'intéresse aux problèmes de calibration et à l'analyse des images. Le premier axe concerne l'acquisition des images à l'aide d'un système de type main-libre. Lors de l'acquisition des données, l'étape de calibration du système main-libre est primordiale. Nous proposons une méthode de calibration spatiale robuste et totalement automatique. Cette méthode a été évaluée à l'aide de séquences synthétiques puis réelles et comparée avec différentes méthodes de calibration ont permis de dégager les intérêts et les qualités de la méthode proposée. Le second axe est consacré à l'analyse des images échographiques 3D. Afin de prendre en compte les particularités des images échographiques, nous avons développé une nouvelle mesure de similarité statistique reposant sur une information de texture. Nous utilisons cette mesure pour des problèmes de recalage rigide de volumes échographiques.
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Rousseau, François. "Méthodes d'analyse d'images et de calibration pour l'échographie 3D en mode main-libre." Phd thesis, Université Rennes 1, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011991.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse traite de l'acquisition de données et de l'analyse d'images en échographie tridimensionnelle (3D). Les ultrasons sont une modalité d'imagerie médicale peu coûteuse, d'une innocuité quasi-totale pour le patient et qui permet de suivre le mouvement de structures anatomiques déformables en temps réel. L´échographie 3D permet de circonvenir aux inconvénients de l'échographie 2D classique et permet également d'entrevoir de nouvelles possibilités dans le domaine du diagnostic médical. Le premier axe de ce travail concerne l'acquisition des images à l'aide d'un système de type main-libre. Nous avons tout d'abord étudié la précision de systèmes de localisation magnétique et comparé ceux-ci à des méthodes basées vision. De plus, lors de l'acquisition des données, l'étape de calibration du système main-libre est primordiale. Nous proposons d'une part une méthode de calibration temporelle automatique qui n'impose aucune contrainte sur les mouvements de la sonde utilisés et d'autre part une méthode de calibration spatiale précise, robuste et automatique. Cette dernière a été évaluée à l'aide de séquences synthétiques puis réelles. Des évaluations comparatives avec différentes méthodes de calibration ont permis de dégager les intérêts et les qualités de la méthode proposée. Le second axe est consacré à l'analyse des images échographiques 3D. Nous avons proposons une méthode de recalage dédiée aux données ultrasonores. Afin de prendre en compte les particularités des images échographiques, nous avons développé une nouvelle mesure de similarité statistique reposant sur une information de texture. Nous utilisons cette mesure pour des problèmes de recalages rigides de volumes échographiques.
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Nguyen, Frédérique. "Les lésions musculaires des modèles animaux de la dystrophie musculaire de Duchenne : évaluation comparée des lésions du modèle murin mdx (X-linked muscular dystrophy) par histopathologie et analyse de texture en IRM : étude de la vascularisation capillaire du muscle canin GRMD (Golden Retriever Muscular Dystrophy)." Rennes 1, 2005. http://www.theses.fr/2005REN1S140.
Full textAbstract:
La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une dystrophie musculaire fatale de l'enfant, due à l'absence de dystrophine, protéine du cytosquelette des myofibres. Dans le modèle murin mdx de la DMD, les lésions musculaires d'anisocytose, conversion oxydative des fibres, nécrose et régénération peuvent être quantifiées par analyse de texture en IRM, méthode non invasive proposée pour le suivi d'essais thérapeutiques entrepris dans ce modèle. Dans le modèle canin GRMD, la forme néonatale fulminante est un modèle des lésions précoces de dystrophinopathie, et la forme classique observée à partir de l'âge de deux mois un excellent modèle lésionnel de la DMD. Le réseau capillaire du muscle GRMD est quantitativement peu modifié par rapport aux témoins. La structure des capillaires est modifiée par duplication de la membrane basale qui, avec la fibrose endomysiale précoce, représente un obstacle physique à la diffusion d'un produit thérapeutique génique ou cellulaire.
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Othmani, Ahlem. "Identification automatisée des espèces d'arbres dans des scans laser 3D réalisés en forêt." Thesis, Dijon, 2014. http://www.theses.fr/2014DIJOS012/document.
Full textAbstract:
L’objectif de ces travaux de thèse est la reconnaissance automatique des espèces d’arbres à partir de scans laser terrestres, information indispensable en inventaire forestier. Pour y répondre, nous proposons différentes méthodes de reconnaissance d’espèce basées sur la texture géométrique 3D des écorces.Ces différentes méthodes utilisent la séquence de traitement suivante : une étape de prétraitement, une étape de segmentation, une étape d’extraction des caractéristiques et une dernière étape de classification. Elles sont fondées sur les données 3D ou bien sur des images de profondeur extraites à partir des nuages de points 3D des troncs d’arbres en utilisant une surface de référence.Nous avons étudié et testé différentes approches de segmentation sur des images de profondeur représentant la texture géométrique de l'écorce. Ces approches posent des problèmes de sur-Segmentation et d'introduction de bruit. Pour cette raison, nous proposons une nouvelle approche de segmentation des nuages de points 3D : « Burst Wind Segmentation », inspirée des lignes de partage des eaux. Cette dernière réussit, dans la majorité des cas, à extraire des cicatrices caractéristiques qui sont ensuite comparées à un dictionnaire des cicatrices (« ScarBook ») pour discriminer les espèces d’arbres.Une grande variété de caractéristiques est extraite à partir des régions segmentées par les différentes méthodes proposées. Ces caractéristiques représentent le niveau de rugosité, la forme globale des régions segmentées, la saillance et la courbure du contour, la distribution des points de contour, la distribution de la forme selon différents angles,...Enfin, pour la classification des caractéristiques visuelles, les forêts aléatoires (Random Forest) de Leo Breiman et Adèle Cutler sont utilisées dans une approche à deux étapes : sélection des variables importantes, puis classification croisée avec les variables retenues, seulement.L’écorce de l’arbre change avec l'accroissement en diamètre ; nous avons donc étudié différents critères de variabilité naturelle et nous avons testé nos approches sur une base qui présente cette variabilité. Le taux de bonne classification dépasse 96% dans toutes les approches de segmentation proposées mais les meilleurs résultats sont atteints avec la nouvelle approche de segmentation « Burst Wind Segmentation » étant donné que cette approche réussit mieux à extraire les cicatrices, utilise un dictionnaire de cicatrices et a été évaluée sur une plus grande variété de caractéristiques de forme, de courbure, de saillance et de rugositéThe objective of the thesis is the automatic recognition of tree species from Terrestrial LiDAR data. This information is essential for forest inventory. As an answer, we propose different recognition methods based on the 3D geometric texture of the bark.These methods use the following processing steps: a preprocessing step, a segmentation step, a feature extraction step and a final classification step. They are based on the 3D data or on depth images built from 3D point clouds of tree trunks using a reference surface.We have investigated and tested several segmentation approaches on depth images representing the geometric texture of the bark. These approaches have the disadvantages of over segmentation and are quite sensitive to noises. For this reason, we propose a new 3D point cloud segmentation approach inspired by the watershed technique that we have called «Burst Wind Segmentation». Our approach succeed in extracting in most cases the characteristic scars that are next compared to those stored in a dictionary («ScarBook») in order to determine the tree species.A large variety of characteristics is extracted from the regions segmented by the different methods proposed. These characteristics are the roughness, the global shape of the segmented regions, the saliency and the curvature of the contour, the distribution of the contour points, the distribution of the shape according to the different orientations.Finally, for the classification of the visual characteristics, the Random Forest method by Leo Breiman and Adèle Cutler is used in a two steps approach: selection of the most important variables and cross classification with the selected variables.The bark of the tree changes with the trunk diameter. We have thus studied different natural variability criteria and we have tested our approaches on a test set that includes this variability. The accuracy rate is over 96% for all the proposed segmentation approaches but the best result is obtained with the «Burst Wind Segmentation» one due to the fact that this approach can better extract the scars, it uses a dictionary of scars for recognition, and it has been evaluated on a greater variety of shapes, curvatures, saliency and roughness
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Boughdad, Sarah. "Contributions of radiomics in ¹⁸F-FDG PET/CT and in MRI in breast cancer." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS500.
Full textAbstract:
Le cancer du sein est une pathologie fréquente pour lequel les examens TEP/TDM au ¹⁸F-FDG et IRM mammaire sont fréquemment réalisés en routine. Il existe cependant une sous-utilisation des informations apportées par chacune de ces techniques d'imagerie. En pratique, l’interprétation de ces examens est principalement basée sur l’analyse visuelle et l'analyse « quantitative » se résume généralement au SUVmax seul en TEP/TDM et à l’étude du rehaussement du signal après injection de produit de contraste en IRM mammaire (DCE-MRI). L’arrivée de nouvelles machines hybrides TEP/ IRM, nous a amené à évaluer l'apport d’une quantification avancée des images issues de chacune de ces modalités séparément et en combinaison. Cela rejoint un domaine en expansion « la radiomique » qui consiste à extraire un grand nombre de caractéristiques quantitatives des images médicales pour décrypter l’hétérogénéité tumorale ou améliorer la prédiction du pronostic.L’objectif de notre travail était d’étudier l’apport des données radiomiques extraites de l’imagerie TEP au ¹⁸F-FDG et de l’IRM avec injection de produit de contraste réalisées avant traitement pour caractériser l’hétérogénéité tumorale dans le cancer du sein, en prenant en compte les différents sous-types moléculaires de cancer du sein, à savoir les tumeurs luminales (Lum A, Lum B HER2- et Lum B HER2+), triple-négatives et HER2+. Une importance particulière a été portée sur la valeur prédictive des informations radiomiques extraites de ces 2 techniques d’imagerie pour prédire le pronostic dans un groupe de patientes traitées par chimiothérapie néo-adjuvante. L’influence de variations physiologiques telles que l’âge sur le calcul des données radiomiques dans le tissu mammaire normal et cancéreux séparément a également été explorée, de même que la variabilité multicentrique des index radiomiques. L’extraction de ces données radiomiques a été effectuée grace au logiciel LiFex développé au sein du laboratoire IMIV sur une base de données-patientes recueillie en rétrospective.Nous avons rapporté pour la première fois l’influence de l’âge sur le calcul des indices « radiomiques » en TEP dans le tissu mammaire sain dans 2 institutions différentes mais aussi dans les tumeurs mammaires notamment celle triple-négatives. Des associations significatives entre le « phénotype tumoral radiomique » en imagerie TEP et IRM et des données pronostiques reconnues dans le cancer du sein ont été mises en évidence. En outre, nous avons démontré l’existence d’une grande variabilité pour le « profil radiomique » en TEP parmi les tumeurs présentant le même sous-type moléculaire. Cela suggére l’existence d’informations non-redondantes au sein du « phénotype tumoral métabolique » de chaque tumeur mammaire défini par les données radiomiques. L’exploration de cette variabilité s’est révélée intéressante pour améliorer la prédiction de la réponse histologique chez les patientes avec des tumeurs triple-négatives traitées par chimiothérapie néo-adjuvante. Par ailleurs, les mesures effectuées dans la région mammaire péri-tumorale chez les patientes traitées par chimiothérapie néo-adjuvante se sont montrées prédictives pour les patientes avec des tumeurs Lum B HER2-. En IRM nous avons montré l’importance de standardiser la méthode de mesure des caractéristiques radiomiques. Nous avons observé que les caractéristiques radiomiques issues des images DCE-MRI étaient moins associées aux caractéristiques moléculaires des tumeurs et avaient une valeur prédictive moindre. Nous avons également proposé une nouvelle méthode relativement standardisée pour le calcul des données radiomiques en IRM mammaire avec des résultats intéressants mais cette méthode doit encore être optimisée. Cependant, nos résultats suggèrent que les données extraites de la totalité du volume tumorale en IRM compléteraient efficacement les caractéristiques radiomiques TEP et le sous-type moléculaire pour prédire la réponse à la chimiothérapie néo-adjuvanteBreast cancer is a common disease for which ¹⁸F-FDG PET/CT and breast MRI are frequently performed in routine practice. However, the different information provided by each of these imaging techniques are currently under-exploited. Indeed, in routine the interpretation of these scans is mainly based on visual analysis whereas the « quantitative » analysis of PET/CT data is generally limited to the sole use of the SUVmax while in breast MRI, simple parameters to characterize tumor enhancement after injection of contrast medium are used. The advent of PET/MRI machines, calls for an evaluation of the contribution of a more advanced quantification of each of the modalities separately and in combination in the setting of breast cancer. This is along with the concept of « Radiomics » a field currently expanding and which consists in extracting many quantitative characteristics from medical images used in clinical practice to decipher tumor heterogeneity or improve prediction of prognosis. The aim of our work was to study the contribution of radiomic data extracted from ¹⁸F-FDG PET and MRI imaging with contrast injection to characterize tumor heterogeneity in breast cancer taking into account the different molecular subtypes of breast cancer, namely luminal (Lum A, Lum B HER2- and Lum B HER2 +), triple-negative and HER2 + tumors. In this context, we focused on the prediction of prognosis in patients treated with neo-adjuvant chemotherapy. The influence of physiological variations such as age on the calculation of radiomic data in normal breast and breast tumors separately was also explored, as well as the multi-center variability of radioman features. Radiomic features were extracted using the LiFex software developed within IMIV laboratory. The patient database used for the studies were all retrospective data. We reported for the first time the influence of age on the values of radiomic features in healthy breast tissue in patients recruited from 2 different institutions but also in breast tumors especially those with a triple-negative subtype. Similarly, significant associations between the radiomic tumor phenotype in PET and MRI imaging and well-established prognostic factors in breast cancer have been identified. In addition, we showed a large variability in the PET « radiomic profile » of breast tumors with similar breast cancer subtype suggesting complementary information within their metabolic phenotype defined by radiomic features. Moreover, taking into account this variability has been shown to be of particular interest in improving the prediction of pathological response in patients with triple-negative tumors treated with neoadjuvant chemotherapy. A peri-tumoral breast tissue region satellite to the breast tumor was also investigated and appeared to bear some prognostic information in patients with Lum B HER2- tumors treated with neoadjuvant chemotherapy. In MR, we demonstrated the need to harmonize the methods for radiomic feature calculation. Overall, we observed that radiomic features derived from MR were less informative about the molecular features of the tumors than radiomic features extracted from PET data and were of lower prognostic value. Yet, the combination of the enhanced tumor volume in MR with a PET radiomic feature and the tumor molecular subtype yielded enhanced the accuracy with which response to neoadjuvant therapy could be predicted compared to features from one modality only or molecular subtype only
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Abdelghafour, Florent. "Potentialités de l’imagerie couleur embarquée pour la détection et la cartographie des maladies fongiques de la vigne." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0430.
Full textAbstract:
Le mildiou de la vigne est une phytopathologie d'origine fongique particulièrement inquiétante pour la filière viticole. L'objectif de cette thèse est d'étudier les potentialités de l'imagerie couleur embarquée pour estimer l'état sanitaire des vignobles affectés par le mildiou à l'échelle intra-parcellaire. La solution proposée vise à assister les réseaux de surveillance épidémiologique dans l'estimation des risques sanitaires et dans la préconisation de plans de lutte chimique. En pratique, la chaîne de traitement d'images construite est dédiée à la détection, au dénombrement et à la mesure des tissus symptomatiques du mildiou. Cette chaîne est conçue pour traiter des images acquises directement à la parcelle dans les conditions de travail viticole.La chaîne de traitement s’appuie des représentations structure-couleur et des modèles probabilistes des classes des tissus présents dans les vignes étudiées. Elle opère en trois étapes : formuler des descripteurs pour extraire les propriétés caractéristiques et discriminantes de chaque classe ; modéliser les distributions statistiques de ces descripteurs dans chacune des classes ; affecter chaque pixel à une classe selon son adéquation à leurs modèles. Les descripteurs combinent le tenseur local de structure (LST) avec des statistiques colorimétriques calculées dans le voisinage du pixel considéré. Pour tenir compte de la nature spécifique des LST, les descripteurs font l'objet de transformations pour être représentés dans l'espace log-euclidien. Dans cet espace, il devient possible de modéliser les classes de tissus d'intérêt par des distributions de mélanges de gaussiennes multivariées des représentations structure-couleur. Enfin, la classification est réalisée par Maximum A Posteriori (MAP). Cette chaîne de traitement est appliquée dans un premier temps à des images de vigne saine. Il s'agit de segmenter une image en classes d'organes (feuillage, grappes ou inflorescences et tiges). Les classifications réalisées se montrent très performantes. De plus, la chaîne de traitement s'avère robuste au réglage des principaux hyper-paramètres.Dans un second temps, la chaîne de traitement est adaptée pour traiter des images comportant des symptômes du mildiou ainsi que des facteurs confondants tels que nécroses, décolorations, carences, plaies mécaniques. La méthode de décision s’appuie sur une reconstruction des symptômes par croissance autour de germes. Les critères utilisés reposent sur les représentations structure-couleur et les modèles probabilistes déjà définis. La nouvelle chaîne de traitement permet de détecter de façon fiable les symptômes du mildiou et d'estimer la surface des tissus affectésThe downy mildew of the vine is a phytopathology of fungal origin particularly worrying for the wine industry. The aim of this thesis is to study the potentialities of on-board color imaging to estimate the health status of vineyards affected by downy mildew on an intra-plot scale. The proposed solution aims at assisting epidemiological monitoring networks in the estimation of health risks and in the recommendation of chemical control plans. In practice, two image processing chains are proposed, one dedicated to the segmentation of vine organs, and the other to the detection, counting and measurement of symptomatic tissues of downy mildew. These two chains are designed on a common strategy and are aimed at images acquired directly at the plot under the conditions of viticultural work. The proposed strategy is based on structure-color representations and probabilistic models of the tissue classes present in the vines. It operates in three steps : Formulating descriptors to extract the characteristic and discriminating properties of each class ; Modelling the statistical distributions of these descriptors in each class ; Assigning each pixel to on of the classes according to its suitability to their models. The descriptors combine the Local Structure Tensors (LST) with colorimetric statistics calculated in the neighborhood of the pixel considered. To account for the specific nature of LSTs, the descriptors are transformed to be represented in the Log-Euclidean space. In this space, it becomes possible to model the classes of interest by distributions of multivariate Gaussian mixtures of structure-color representations. This strategy is first applied to healthy vine images. It involves the partitioning of an image into organ classes (foliage, bunches or inflorescences and stems). A pixel-wise MAP (Maximum A Posteriori) classification is carried out and regularized by stochastic relaxation and mathematical morphology operations. The results obtained for three phenological stages are very convincing. In addition, the processing chain is robust to the setting of the main hyperparameters. In a second step, the previous methodological chain is adapted to process images with symptoms of downy mildew as well as necrosis, discolorations, deficiencies, mechanical wounds, which are confounding factors. The decision method is based on a reconstruction of symptoms by propagation around germs. The criteria used are based on the previously defined color-structure representations and probabilistic models. The new processing chain reliably detects downy mildew symptoms and estimates the area of the affected tissues
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Olivier, Julien. "Méthodes d'accélération et approches supervisées pour les contours actifs : applications à la segmentation d'images 2D, 3D et texturées." Thesis, Tours, 2009. http://www.theses.fr/2009TOUR4029/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, plusieurs approches permettant d’améliorer les contours actifs sont présentées. Trois méthodes d’accélération ont été développées pour les modèle paramétriques se déformant par évolution gloutonne et appliquées à la segmentation 2D et 3D. Leur principe est d’autoriser une gestion dynamique de la grille de voisinage de chaque point de contrôle du contour actif. Deux modèles supervisés implémentés à l’aide des ensembles de niveaux sont également détaillés. Ceux-ci se basent sur les caractéristiques de textures d’Haralick et utilisent une image d’apprentissage possédant une segmentation experte. Le premier modèle est un contour actif basé région inspiré du modèle de Chan et Vese. Le principe de la programmation linéaire est alors utilisé pour déterminer le poids optimal à affecter à chaque coefficient d’Haralick. Le deuxième modèle introduit un classificateur binaire, appris grâce à la segmentation experte, directement dans l’équation d’évolution du contour actif. Les deux modèles sont appliqués à la segmentation d’images texturées 2D et 3DIn this work, several approaches developed to improve active contours are presented. Three acceleration methods have been developed for parametric models evolving with the greedy algorithm, and applied to 2D and 3D segmentation. Their principle is to dynamically manage the neighbourhood grid of each control point of the active contour. Two supervised level set models are also detailed. Both are based on Haralick texture features and use a learning image with an expert segmentation. The first model is a region-based active contour, inspired by the model developed by Chan and Vese. Linear programming principle is used to determine the optimal weight of each Haralick coefficient. The second model introduces a binary classifier in the motion equation of the active contour, the classifier being learned using the Haralick coefficients, extracted from the learning image. Both models are applied to 2D and 3D textured image segmentation
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Billy, Frédéric. "Analyse de l'effet des surfaces texturées dans un film mince : application aux joints d'étanchéités." Phd thesis, Université de Poitiers, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012160.
Full textAbstract:
Le but de l'étude présentée est l'analyse d'un écoulement turbulent au sein d'un joint annulaire texturé. Le stator est usiné de centaines de trous cylindriques dont la profondeur peut atteindre 20 fois l'épaisseur du film. L'analyse de l'écoulement a été réalisée à l'aide de la résolution des équations complètes de Navier Stokes et d'une étude expérimentale complémentaire.Une première approche bidimensionnelle a permis la mise en évidence de l'apparition de deux phénomènes dus à la prise en compte des effets d'inerties : un effet de traînée provenant de la présence des cavités ainsi que l'existence d'un cisaillement fluide important au sein de la couche de mélange s'établissant au niveau de l'interface cavité-film mince. La validation des résultats numériques 2D a été réalisée avec succès grâce à la conception et la fabrication d'un banc d'essais original. Ce dispositif permet d'entreprendre des mesures PIV dans un écoulement de Couette en canal rainuré allant jusqu'à des régimes fortement turbulent (Re=10000). La modularité du montage a été prise en compte afin de pouvoir tester d'autres types de textures à l'avenir.
La deuxième étape a été la résolution des équations de Reynolds dans un canal équivalent où la texture est remplacée par son effet à travers une modification des lois de frottement du rotor et du stator, ainsi que par la prise en compte de l'effet de traînée comme un terme source. Des simulations tridimensionnelles, basée sur une configuration réaliste, ont été effectuées afin d'extraire les données nécessaires pour la modification des modèles de calcul du film mince. Les grandes différences par rapport aux anciens modèles sont que les lois de frottements du rotor et su stator sont calculées séparément et que la variation de l'épaisseur du film est prise en compte.
Les calculs montrent une amélioration des résultats pour les coefficients de raideur directe, de raideur croisée et d'amortissement direct, avec cependant une surestimation de ce dernier.
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Maisonobe, Jacques-Antoine. "Caractérisation des tumeurs et de leur évolution en TEP/TDM au ¹⁸F-FDG pour le suivi thérapeutique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00844243.
Full textAbstract:
La Tomographie par Emission de Positons (TEP) au Fluoro-déoxyglucose marqué au Fluor 18 (¹⁸F-FDG), analogue du glucose, permet d'obtenir une image de la consommation de glucose dans l'organisme. La plupart des foyers tumoraux présentant une consommation excessive de glucose, son utilisation en oncologie permet d'améliorer la prise en charge des patients en diminuant le temps nécessaire pour évaluer l'efficacité des traitements tels que la chimiothérapie et la radiothérapie. Mon projet de recherche visait à proposer et améliorer des méthodes de quantification en TEP au ¹⁸F-FDG afin de caractériser au mieux l'évolution métabolique des volumes tumoraux.De nombreux facteurs biaisent la quantification en TEP. Parmi eux, l'Effet de Volume Partiel (EVP) reste difficile à corriger, notamment à cause de la faible résolution spatiale des images TEP. Afin de déterminer l'impact de la correction de l'EVP sur l'évaluation des réponses des tumeurs, une étude sur données simulées par Monte Carlo a tout d'abord été effectuée. Cette étude a été complétée par l'analyse de données TEP/TDM (Tomodensitométrie) acquises chez 40 patients atteints de cancers colorectaux métastatiques (CCM), traités par chimiothérapie à l'Institut Jules Bordet (Bruxelles). L'analyse de 101 tumeurs a montré que les critères tels que le SUV, n'incluant pas de correction de l'EVP, et qui reflètent alors le volume tumoral et son activité, prédisaient mieux l'évolution tumorale que les critères corrigés de l'EVP. Compte tenus des résultats prometteurs récents de méthodes de caractérisation de l'hétérogénéité de la fixation du FDG dans les tumeurs, un second volet de notre travail a consisté à étudier l'intérêt de la prise en compte de la texture dans le cadre du suivi thérapeutique. L'application de l'analyse de texture aux cas de CCM étudiés précédemment n'a pas permis de démontrer une valeur ajoutée des indices de texture par rapport aux index quantitatifs couramment employés en clinique. Nous avons montré que cette conclusion s'expliquait en partie par la non-robustesse des indices de texture vis-à-vis des paramètres impliqués dans leur mesure. Nous avons enfin cherché à évaluer une méthode d'Analyse Factorielle de Séquences d'Images Médicales (AFSIM), appliquée au contexte du suivi thérapeutique, pour caractériser l'évolution tumorale tout au long du traitement. Cette étude a porté sur 9 séries de 4 à 6 examens TEP/TDM de patients traités par radiothérapie au Centre Hospitalier Universitaire Henri Becquerel de Rouen. Outre l'information visuelle globale apportée par cette méthode, l'analyse quantitative des résultats obtenus a permis de caractériser l'hétérogénéité de la réponse vue par l'AFSIM. L'échec des index classiques, provenant entre autres de leur incapacité à distinguer les processus inflammatoires de l'activité métabolique tumorale, a permis de monter la valeur ajoutée de l'AFSIM par rapport aux index tels que le SUV maximal ou moyen.
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Hadjerci, Oussama. "Détection automatique du nerf dans les images échographiques." Thesis, Orléans, 2017. http://www.theses.fr/2017ORLE2006/document.
Full textAbstract:
L’anesthésie loco-régionale présente une alternative intéressante à l’anesthésie générale dans de nombreuses interventions chirurgicales. L’atout majeur de cette technique est qu’elle réduit grandement les scores de douleurs et améliore par la même la mobilité post-opératoire. L’anesthésie locorégionale écho-guidée (UGRA) devient aujourd’hui, la méthode de référence dans le domaine de l’anesthésie, offrant de nombreux avantages par rapport aux autres méthodes comme la neurostimulation. Cependant, cette technique nécessite en contrepartie un apprentissage spécifique afin d’éviter des complications sévères liées à une erreur de localisation visuelle du nerf dans les images échographiques. L’objectif de cette thèse est de faciliter et de sécuriser la pratique de l’anesthésie loco-régionale écho-guidée. Dans un premier temps, nous avons proposé une méthode de détection du nerf mettant en oeuvre un algorithme qui suite à un prétraitement à partir de filtres fréquentielles, réalise une analyse de texture par apprentissage. Dans ce cadre, deux nouvelles approches ont été explorées : l’une concerne la caractérisation du nerf qui s’appuie sur la prise en compte du bruit présent dans une image ultrasonore, bruit ayant été au préalable atténué partiellement. L’autre propose une technique de sélection des caractéristiques mettant en avant celles qui sont les moins redondantes et les plus pertinentes. Dans un second temps, après étude fine du comportement variable de la morphologie du nerf tout au long d’une séquence d’images ultrasonores, nous avons développé un modèle dynamique ayant comme paramètres des informations en lien avec la cohérence temporelle de la position, de la forme et la confiance de classification des ROI potentielles afin de générer une segmentation robuste. Il est proposé également dans cette partie, un nouveau modèle de forme prenant en compte un ensemble d’intervalles de points de repères du contour, permettant ainsi de s’adapter aux variations de la forme du nerf dans le tempsRegional anesthesia presents an interesting alternative or complementary act to general anesthesia in many surgical procedures. It reduces pain scores, improves postoperative mobility and facilitates earlier hospital discharge. Ultrasound-Guided Regional Anesthesia (UGRA) has been gaining importance in the last few years, offering numerous advantages over alternative methods of nerve localization (neurostimulation or paraesthesia). However, nerve detection is one of the most difficult tasks that anesthetists can encounter in the UGRA procedure. The context of the present work is to provide practitioners with a method to facilitate and secure the practice of UGRA. However, automatic detection and segmentation in ultrasound images is still a challenging problem in many medical applications. This work addresses two main issues. The first one, we propose an algorithm for nerve detection and segmentation in ultrasound images, this method is composed of a pre-processing, texture analysis and machine learning steps. In this part of work, we explore two new approaches ; one to characterize the nerve and the second for selecting the minimum redundant and maximum relevant features. The second one, we studied the nerve detection in consecutive ultrasound frames. We have demonstrated that the development of an algorithm based on the temporal coherence of the position, the shape and the confidence measure of the classification, allows to generate a robust segmentation. In this work, we also propose a new model of shape based on a set of intervals landmarks able to adapt to the nerve shape under a morphological variations
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Faucheux, Cyrille. "Segmentation supervisée d'images texturées par régularisation de graphes." Thesis, Tours, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUR4050/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous intéressons à un récent algorithme de segmentation d’images basé sur un processus de régularisation de graphes. L’objectif d’un tel algorithme est de calculer une fonction indicatrice de la segmentation qui satisfait un critère de régularité ainsi qu’un critère d’attache aux données. La particularité de cette approche est de représenter les images à l’aide de graphes de similarité. Ceux-ci permettent d’établir des relations entre des pixels non-adjacents, et ainsi de procéder à un traitement non-local des images. Afin d’en améliorer la précision, nous combinons cet algorithme à une seconde approche non-locale : des caractéristiques de textures. Un nouveau terme d’attache aux données est dans un premier temps développé. Inspiré des travaux de Chan et Vese, celui-ci permet d’évaluer l’homogénéité d’un ensemble de caractéristiques de textures. Dans un second temps, nous déléguons le calcul de l’attache aux données à un classificateur supervisé. Entrainé à reconnaitre certaines classes de textures, ce classificateur permet d’identifier les caractéristiques les plus pertinentes, et ainsi de fournir une modélisation plus aboutie du problème. Cette seconde approche permet par ailleurs une segmentation multiclasse. Ces deux méthodes ont été appliquées à la segmentation d’images texturées 2D et 3DIn this thesis, we improve a recent image segmentation algorithm based on a graph regularization process. The goal of this method is to compute an indicator function that satisfies a regularity and a fidelity criteria. Its particularity is to represent images with similarity graphs. This data structure allows relations to be established between similar pixels, leading to non-local processing of the data. In order to improve this approach, combine it with another non-local one: the texture features. Two solutions are developped, both based on Haralick features. In the first one, we propose a new fidelity term which is based on the work of Chan and Vese and is able to evaluate the homogeneity of texture features. In the second method, we propose to replace the fidelity criteria by the output of a supervised classifier. Trained to recognize several textures, the classifier is able to produce a better modelization of the problem by identifying the most relevant texture features. This method is also extended to multiclass segmentation problems. Both are applied to 2D and 3D textured images
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Garnier, Mickaël. "Modèles descriptifs de relations spatiales pour l'aide au diagnostic d'images biomédicales." Electronic Thesis or Diss., Paris 5, 2014. http://www.theses.fr/2014PA05S015.
Full textAbstract:
La pathologie numérique s’est développée ces dernières années grâce à l’avancée récente des algorithmes d’analyse d’images et de la puissance de calcul. Notamment, elle se base de plus en plus sur les images histologiques. Ce format de données a la particularité de révéler les objets biologiques recherchés par les experts en utilisant des marqueurs spécifiques tout en conservant la plus intacte possible l’architecture du tissu. De nombreuses méthodes d’aide au diagnostic à partir de ces images se sont récemment développées afin de guider les pathologistes avec des mesures quantitatives dans l’établissement d’un diagnostic. Les travaux présentés dans cette thèse visent à adresser les défis liés à l’analyse d’images histologiques, et à développer un modèle d’aide au diagnostic se basant principalement sur les relations spatiales, une information que les méthodes existantes n’exploitent que rarement. Une technique d’analyse de la texture à plusieurs échelles est tout d’abord proposée afin de détecter la présence de tissu malades dans les images. Un descripteur d’objets, baptisé Force Histogram Decomposition (FHD), est ensuite introduit dans le but d’extraire les formes et l’organisation spatiale des régions définissant un objet. Finalement, les images histologiques sont décrites par les FHD mesurées à partir de leurs différents types de tissus et des objets biologiques marqués qu’ils contiennent. Les expérimentations intermédiaires ont montré que les FHD parviennent à correctement reconnaitre des objets sur fonds uniformes y compris dans les cas où les relations spatiales ne contiennent à priori pas d’informations pertinentes. De même, la méthode d’analyse de la texture s’avère satisfaisante dans deux types d’applications médicales différents, les images histologiques et celles de fond d’œil, et ses performances sont mises en évidence au travers d’une comparaison avec les méthodes similaires classiquement utilisées pour l’aide au diagnostic. Enfin, la méthode dans son ensemble a été appliquée à l’aide au diagnostic pour établir la sévérité d’un cancer via deux ensembles d’images histologiques, un de foies métastasés de souris dans le contexte du projet ANR SPIRIT, et l’autre de seins humains dans le cadre du challenge CPR 2014 : Nuclear Atypia. L’analyse des relations spatiales et des formes à deux échelles parvient à correctement reconnaitre les grades du cancer métastasé dans 87, 0 % des cas et fourni des indications quant au degré d’atypie nucléaire. Ce qui prouve de fait l’efficacité de la méthode et l’intérêt d’encoder l’organisation spatiale dans ce type d’images particulierDuring the last decade, digital pathology has been improved thanks to the advance of image analysis algorithms and calculus power. Particularly, it is more and more based on histology images. This modality of images presents the advantage of showing only the biological objects targeted by the pathologists using specific stains while preserving as unharmed as possible the tissue structure. Numerous computer-aided diagnosis methods using these images have been developed this past few years in order to assist the medical experts with quantitative measurements. The studies presented in this thesis aim at adressing the challenges related to histology image analysis, as well as at developing an assisted diagnosis model mainly based on spatial relations, an information that currently used methods rarely use. A multiscale texture analysis is first proposed and applied to detect the presence of diseased tissue. A descriptor named Force Histogram Decomposition (FHD) is then introduced in order to extract the shapes and spatial organisation of regions within an object. Finally, histology images are described by the FHD measured on their different types of tissue and also on the stained biological objects inside every types of tissue. Preliminary studies showed that the FHD are able to accurately recognise objects on uniform backgrounds, including when spatial relations are supposed to hold no relevant information. Besides, the texture analysis method proved to be satisfactory in two different medical applications, namely histology images and fundus photographies. The performance of these methods are highlighted by a comparison with the usual approaches in their respectives fields. Finally, the complete method has been applied to assess the severity of cancers on two sets of histology images. The first one is given as part of the ANR project SPIRIT and presents metastatic mice livers. The other one comes from the challenge ICPR 2014 : Nuclear Atypia and contains human breast tissues. The analysis of spatial relations and shapes at two different scales achieves a correct recognition of metastatic cancer grades of 87.0 % and gives insight about the nuclear atypia grade. This proves the efficiency of the method as well as the relevance of measuring the spatial organisation in this particular type of images
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Blanchard, Elodie. "Diversité structurale des forêts denses humides de la Province Nord de Nouvelle Calédonie : de l'arbre au paysage." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT116/document.
Full textAbstract:
Dans un contexte de changements globaux, il est primordial de mettre au point des pratiques de gestion durable des forêts tropicales assurant le maintien de services environnementaux clés (e.g., biodiversité, stockage de carbone) et la production de biens essentiels aux communautés locales. La mesure, la spatialisation et la compréhension des déterminismes de la structure des forêts tropicales est un challenge pour la gestion durable des ressources forestières. Les forêts denses humides (FDH) de Nouvelle-Calédonie, un point chaud de biodiversité localisé dans le Pacifique Sud-Ouest, sont un modèle d'étude idéal pour comprendre les déterminants de la structure des FDH. En effet, les FDH néo-calédoniennes sont réparties le long d’une chaîne de montagne et sont ainsi soumises à de forts gradients environnementaux auxquels se superposent différents gradients de perturbations naturelles ou anthropiques. Les objectifs de cette thèse sont (i) de définir les caractéristiques structurales des FDH néo-calédoniennes, (ii) de cartographier les FDH et prédire leur structure à large échelle, et (iii) de quantifier l'influence de l’environnement et des dynamiques forestières sur la structure des FDH. Pour cela, 23 parcelles d’inventaire forestier de 100 m x 100 m ont été mise en place en Province Nord, entre 250 et 900 m d'altitude et 1500 et 3000 mm de précipitations annuelles. En plus de caractériser localement la structure des FDH, ces parcelles ont permis de calibrer un modèle prédictif basé sur l’analyse de la texture de la canopée, à l'aide la méthode FOTO (FOurier transform Textural Ordination), qui a été appliqué à huit images satellitaires à très haute résolution Pléiades (couvrant 1295 km2). Un tel modèle capable de lier texture et structure repose sur le postulat que la relation allométrique entre le DBH (Diameter at Breast Height) et l'aire de la couronne des arbres de canopée est stable. Nous avons également testé cette relation à échelle pantropicale. Nos résultats ont montré que les FDH néo-calédoniennes sont denses (1182 ± 233 tiges/ha), ont une aire basale élevée (44 ± 11 m2/ha), une canopée relativement basse (14 ± 3 m) et une biomasse aérienne caractéristique des forêts tropicales (299 ± 83 t/ha). Elles se distinguent également par une importante variabilité structurale. Cette variabilité est du même ordre que ce soit le long de gradients environnementaux ou de gradients de succession forestière. La méthode FOTO appliquée aux images Pléiades a permis de prédire et de spatialiser des paramètres structuraux clefs (tels que la densité de tiges et la biomasse aérienne des FDH) à partir de corrélations robustes avec les indices de texture de la canopée (R² ≥ 0,6; RMSE ≤ 20%). La structure des FDH est principalement dirigée par l'insolation potentielle et l'altitude à l'échelle des massifs montagneux, et par la pente et un indicateur topographique d'humidité à l'échelle du versant. Ces travaux permettront d'estimer les ressources forestières à l'échelle de la Nouvelle-Calédonie et de définir une nouvelle typologie des FDH sur le territoire intégrant leur variabilité structuraleIn the course of global change, new practices of sustainable management in tropical rainforests that maintain key environmental services (e.g., biodiversity, carbon sequestration) and produce goods on which local communities rely is needed. The measurement, spatialization and understanding of the drivers of rainforest structure at large scale is challenging for managing sustainably forest resources. Rainforests of New Caledonia, a biodiversity hotspot located in the South-West Pacific, are a well-suited study model to explore the drivers of rainforest structure. Indeed, New Caledonian rainforests are distributed along a mountain chain, which creates strong environmental gradients overlaid by a range of natural and anthropogenic disturbance gradients. The aims of this thesis are (i) to define some structural features of New Caledonian rainforests, (ii) to map rainforests and to predict their structure at large scale, and (iii) to quantify the influence of the environment and the forest dynamics on rainforest structure. To this end, 23 one hectare forest inventories were set up in the North Province of New Caledonia. In these plots, elevation ranged between 250 and 900 m and annual rainfall between 1500 and 3000 mm. In addition to characterize locally rainforest structure, these plots were used to calibrate a predictive model based on a textural analysis of the canopy, using the FOTO (FOurier transform Textural Ordination) method, which was applied to eight very high resolution images from a Pléiades satellite (covering 1295 km2). Such a model able to relate texture and structure is based on the hypothesis that the allometric relationship between the DBH (Diameter at Breast Height) and the crown size of a canopy tree is stable. We tested this hypothesis tropics-wide. Our results show that New Caledonian rainforests are dense (1182 ± 233 tree/ha), with a high basal area (44 ± 11 m2/ha), a relatively low canopy (14 ± 3 m) and an above-ground biomass typical of tropical rainforests (299 ± 83 t/ha). These forests are also characterized by a high structural variability. This variability has the same range when influenced by environmental gradients as when influenced by forest succession gradients. The FOTO method applied to Pléiades images allowed to predict and spatialize key structural parameters (like the stem density or the above-ground biomass of rainforests) from robust correlations with the textural indices of the canopy (R² ≥ 0,6; RMSE ≤ 20%). The structure of New Caledonian rainforest is mainly driven by the potential insolation and the elevation at the scale of mountain massifs, and by the slope and the topographic wetness at the scale of a mountainside. These findings will enable to estimate rainforest resources across the territory and to define a new typology of New Caledonian rainforests taking into account their structural variability
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Tsiminaki, Vagia. "Appearance Modelling for 4D Representations." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAM083/document.
Full textAbstract:
Ces dernières années ont vu l'émergence de la capture des modèles spatio-temporels (modélisation 4D) à partir d'images réelles, avec de nombreuses applications dans les domaines de post-production pour le cinéma, la science des sports, les études sociales, le divertissement, l'industrie de la publicité. A partir de plusieurs séquences vidéos, enregistrées à partir de points de vue variés, la modélisation 4D à partir de vidéos utilise des modèles spatio-temporels pour extraire des informations sur la géométrie et l'apparence de scènes réelles, permettant de les enregistrer et de les reproduire. Cette thèse traite du problème de la modélisation d'apparence.La disponibilité des donnée d'images offre de grands potentiels pour les reconstructions haute fidélité, mais nécessite des méthodes plus élaborées. En outre, les applications du monde réel nécessitent des rendus rapides et des flux réduits de données. Mais l'obtention de représentations d'apparence compactes, indépendantes du point de vue, et à grande résolution est toujours un problème ouvert.Pour obtenir ces caractéristiques, nous exprimons l'information visuelle de l'objet capturé dans un espace de texture commun. Les observations multi-caméra sont considérées comme des réalisations de l'apparence commune et un modèle linéaire est introduit pour matérialiser cette relation. Le modèle linéaire d'apparence proposé permet une première étude du problème de l'estimation d'apparence dans le cas multi-vue et expose les sources variées de bruit et les limitations intrinsèques du modèle.Basé sur ces observations, et afin d'exploiter l'information visuelle de la manière la plus efficace, nous améliorons la méthode en y intégrant un modèle de super-résolution 2D. Le modèle simule le procédé de capture d'image avec une concaténation d'opérations linéaires, générant les observation d'image des différents points de vue et permettant d'exploiter la redondance. Le problème de super-résolution multi-vue résultant est résolu par inférence bayésienne et une représentation haute-résolution d'apparence est fournie permettant de reproduire la texture de l'objet capturé avec grand détail.La composante temporelle est intégrée par la suite au modèle pour permettre d'y recouper l'information visuelle commune sous-jacente. En considérant des petits intervalles de temps ou l'apparence de l'objet ne change pas drastiquement, une représentation super-résolue cohérente temporellement est introduite. Elle explique l'ensemble des images de l'objet capturé dans cet intervalle. Grâce à l'inférence statistique Bayésienne, l'apparence construite permet des rendus avec une grande précision à partir de point de vue nouveau et à des instants différent dans l'intervalle de temps prédéfini.Pour améliorer l'estimation d'apparence d'avantage, l'inter-dépendance de la géométrie et de la photométrie est étudiée et exploitée. Les modélisations de la géométrie et de l'apparence sont unifiées dans le framework de super-résolution permettant une amélioration géométrique globale, ce qui donne à son tour une amélioration importante de l'apparence.Finalement pour encoder la variabilité de l'apparence dynamique des objets subissant plusieurs mouvements, une représentation indépendante du point de vue s'appuyant sur l'analyse en composantes principales est introduite. Cette représentation décompose la variabilité sous-jacente d'apparence en texture propres et déformations propres. La méthode proposée permet de reproduire les apparences de manière précise avec des représentation compactes. Il permet également l'interpolation et la complétion des apparences.Cette étude montre que la représentation compacte, indépendante du point de vue, et super-résolue proposée permet de confronter les nouvelles réalités du problème de modélisation d'apparence. Elle représente un contribution vers des représentations d'apparence 4D haute-qualité et ouvre de nouvelles directions de recherche dans ce domaineCapturing spatio-temporal models (4D modelling) from real world imagery has received a growing interest during the last years urged by the increasing demands of real-world applications and the tremendous amount of easily accessible image data. The general objective is to produce realistic representations of the world from captured video sequences. Although geometric modelling has already reached a high level of maturity, the appearance aspect has not been fully explored. The current thesis addresses the problem of appearance modelling for realistic spatio-temporal representations. We propose a view-independent, high resolution appearance representation that successfully encodes the high visual variability of objects under various movements.First, we introduce a common appearance space to express all the available visual information from the captured images. In this space we define the representation of the global appearance of the subject. We then introduce a linear image formation model to simulate the capturing process and to express the multi-camera observations as different realizations of the common appearance. Identifying that the principle of Super-Resolution technique governs also our multi-view scenario, we extend the image generative model to accommodate it. In our work, we use Bayesian inference to solve for the super-resolved common appearance.Second, we propose a temporally coherent appearance representation. We extend the image formation model to generateimages of the subject captured in a small time interval. Our starting point is the observation thatthe appearance of the subject does not change dramatically in a predefined small time interval and the visual information from each view and each frame corresponds to the same appearance representation.We use Bayesian inference to exploit the visual redundant as well as the hidden non-redundant information across time, in order to obtain an appearance representation with fine details.Third, we leverage the interdependency of geometry and photometry and use it toestimate appearance and geometry in a joint manner. We show that by jointly estimating both, we are able to enhance the geometry globally that in turn leads to a significant appearance improvement.Finally, to further encode the dynamic appearance variability of objects that undergo several movements, we cast the appearance modelling as a dimensionality reduction problem. We propose a view-independent representation which builds on PCA and decomposesthe underlying appearance variability into Eigen textures and Eigen warps. The proposed framework is shown to accurately reproduce appearances with compact representations and to resolve appearance interpolation and completion tasks
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Garnier, Mickaël. "Modèles descriptifs de relations spatiales pour l'aide au diagnostic d'images biomédicales." Thesis, Paris 5, 2014. http://www.theses.fr/2014PA05S015/document.
Full textAbstract:
La pathologie numérique s’est développée ces dernières années grâce à l’avancée récente des algorithmes d’analyse d’images et de la puissance de calcul. Notamment, elle se base de plus en plus sur les images histologiques. Ce format de données a la particularité de révéler les objets biologiques recherchés par les experts en utilisant des marqueurs spécifiques tout en conservant la plus intacte possible l’architecture du tissu. De nombreuses méthodes d’aide au diagnostic à partir de ces images se sont récemment développées afin de guider les pathologistes avec des mesures quantitatives dans l’établissement d’un diagnostic. Les travaux présentés dans cette thèse visent à adresser les défis liés à l’analyse d’images histologiques, et à développer un modèle d’aide au diagnostic se basant principalement sur les relations spatiales, une information que les méthodes existantes n’exploitent que rarement. Une technique d’analyse de la texture à plusieurs échelles est tout d’abord proposée afin de détecter la présence de tissu malades dans les images. Un descripteur d’objets, baptisé Force Histogram Decomposition (FHD), est ensuite introduit dans le but d’extraire les formes et l’organisation spatiale des régions définissant un objet. Finalement, les images histologiques sont décrites par les FHD mesurées à partir de leurs différents types de tissus et des objets biologiques marqués qu’ils contiennent. Les expérimentations intermédiaires ont montré que les FHD parviennent à correctement reconnaitre des objets sur fonds uniformes y compris dans les cas où les relations spatiales ne contiennent à priori pas d’informations pertinentes. De même, la méthode d’analyse de la texture s’avère satisfaisante dans deux types d’applications médicales différents, les images histologiques et celles de fond d’œil, et ses performances sont mises en évidence au travers d’une comparaison avec les méthodes similaires classiquement utilisées pour l’aide au diagnostic. Enfin, la méthode dans son ensemble a été appliquée à l’aide au diagnostic pour établir la sévérité d’un cancer via deux ensembles d’images histologiques, un de foies métastasés de souris dans le contexte du projet ANR SPIRIT, et l’autre de seins humains dans le cadre du challenge CPR 2014 : Nuclear Atypia. L’analyse des relations spatiales et des formes à deux échelles parvient à correctement reconnaitre les grades du cancer métastasé dans 87, 0 % des cas et fourni des indications quant au degré d’atypie nucléaire. Ce qui prouve de fait l’efficacité de la méthode et l’intérêt d’encoder l’organisation spatiale dans ce type d’images particulierDuring the last decade, digital pathology has been improved thanks to the advance of image analysis algorithms and calculus power. Particularly, it is more and more based on histology images. This modality of images presents the advantage of showing only the biological objects targeted by the pathologists using specific stains while preserving as unharmed as possible the tissue structure. Numerous computer-aided diagnosis methods using these images have been developed this past few years in order to assist the medical experts with quantitative measurements. The studies presented in this thesis aim at adressing the challenges related to histology image analysis, as well as at developing an assisted diagnosis model mainly based on spatial relations, an information that currently used methods rarely use. A multiscale texture analysis is first proposed and applied to detect the presence of diseased tissue. A descriptor named Force Histogram Decomposition (FHD) is then introduced in order to extract the shapes and spatial organisation of regions within an object. Finally, histology images are described by the FHD measured on their different types of tissue and also on the stained biological objects inside every types of tissue. Preliminary studies showed that the FHD are able to accurately recognise objects on uniform backgrounds, including when spatial relations are supposed to hold no relevant information. Besides, the texture analysis method proved to be satisfactory in two different medical applications, namely histology images and fundus photographies. The performance of these methods are highlighted by a comparison with the usual approaches in their respectives fields. Finally, the complete method has been applied to assess the severity of cancers on two sets of histology images. The first one is given as part of the ANR project SPIRIT and presents metastatic mice livers. The other one comes from the challenge ICPR 2014 : Nuclear Atypia and contains human breast tissues. The analysis of spatial relations and shapes at two different scales achieves a correct recognition of metastatic cancer grades of 87.0 % and gives insight about the nuclear atypia grade. This proves the efficiency of the method as well as the relevance of measuring the spatial organisation in this particular type of images
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Dahbi, Radouan. "Conception d’une chaîne de traitements pour la segmentation texture d’images multimodales de pièces de bois en chêne. Application à la détection des singularités et la discrimination du grain du bois." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0143.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans cette thèse CIFRE, liant le CRAN et le CRITT Bois d'Epinal dans le cadre du projet ANR-OPTIFIN, contribuent au développement d'une chaîne de traitements pour la segmentation texture des images multimodales de pièces de bois en chêne. L'idée est de combiner des techniques d'acquisition multimodale dans le visible et le proche infrarouge (NIR) à des méthodes d'analyse de texture par matrices de covariance et de segmentation texture dans la variété Riemannienne, pour la détection des singularités et la discrimination du grain du bois. Dans le premier chapitre, nous dressons un état de l'art sur l'inspection automatisée des pièces de bois ; en portant une attention particulière aux essences de bois feuillus (e.g. chêne) dont l'inspection demeure encore un problème non résolu. Le deuxième chapitre porte sur la mise en place de la plate-forme d'imagerie multimodale (PIM) et la calibration des images couleur, niveaux de gris, directe et scatter dans le visible et des cartes d'abondance, obtenues à partir des images hyperspectrales NIR. Nous proposons une méthodologie originale pour les images scatter en optimisant les paramètres d'acquisition sur les pièces de bois en chêne. Le troisième chapitre concerne l'étude du recalage des images monomodales et multimodales et l'application d'une méthode pour la suppression de leur fond. Dans le quatrième chapitre, nous proposons une méthodologie d'analyse texture basée sur la fusion par matrices de covariance des images multimodales et/ou de leurs images texturales (LBP, nriLBP, GLCM et Gradient). Nous exploitons les matrices de covariance par des méthodes de clustering par K-moyennes et de classification supervisée par k-ppv, étendues au cas Riemannien, pour la segmentation. Dans le dernier chapitre sont présentés les résultats garantissant une segmentation pertinente et rapide des matrices de covariance. Ils sont obtenus après avoir déterminé les meilleurs paramètres de réglages des K-moyennes. Les résultats du clustering laissent apparaître que l'utilisation des images multimodales seules conduit à une segmentation optimale des singularités compactes. Ils montrent aussi l'importance de l'intégration des images texturales dans les jeux de modalités pour obtenir une meilleure segmentation des singularités de type région. Pour le grain du bois, une segmentation efficace est obtenue en utilisant les images texturales seules. Enfin, nous proposons d'appliquer les k-ppv dans la variété Riemannienne sur les modalités sélectionnées pour obtenir une segmentation plus préciseThe work presented in this CIFRE thesis, associating CRAN and CRITT Bois for the ANR-OPTIFIN project, contributes to the development of an image processing chain for the texture segmentation of multimodal images of sawn oak timber pieces. The idea is to combine multimodal acquisition techniques in visible and near-infrared (NIR) range with texture analysis methods using covariance matrices and texture segmentation methods in the Riemannian manifold, for the detection of singularities and discrimination of wood grain. In the first chapter, we present a state of the art on automated inspection of wood pieces; with a special focus on hardwood species (e.g. oak) for which inspection is still an open problem. The second chapter deals with the implementation of the multimodal imagery platform (PIM) and the calibration of color, grayscale, direct and scatter images in the visible range and abundance maps, obtained from NIR hyperspectral images. We propose an original methodology for the scatter images by optimizing the acquisition parameters on sawn oak timber pieces. The third chapter concerns the study of the registration of monomodal and multimodal images and the application of a method for the suppression of their background. In the fourth chapter, we propose a texture analysis methodology based on the fusion of multimodal images and/or their textural images (LBP, nriLBP, GLCM and Gradient) by covariance matrices. We exploit the covariance matrices by K-means clustering andk-ppv supervised classification methods, extended to the Riemannian case, for segmentation. In the last chapter, we present results ensuring a relevant and fast segmentation of the covariance matrices. They are obtained after having determined the best parameters for the K-means setting. The clustering results show that the use of multimodal images alone leads to an optimal segmentation of compact singularities. They also show the importance of integrating textural images in the modality sets to obtain a better segmentation of regional type singularities. For wood grain, an efficient segmentation is obtained by using only textural images. Finally, we propose to apply k-ppv in the Riemannian manifold on the selected modalities to obtain a more accurate segmentation
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Khalil, Toni. "Processus d’évaluation de la qualité de l’imagerie médicale et outils d’aide à la décision basée sur la connaissance." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0351.
Full textAbstract:
Les grands progrès que l'imagerie médicale a offerts dans le domaine médical sur le plan diagnostique (Radiologie conventionnelle, Tomodensitométrie, Résonnance magnétique nucléaire et la Radiologie interventionnelle) ont poussé la médecine à passer par ce domaine comme premier choix. Avec un nombre toujours croissant d'images diagnostiques réalisées chaque année, ainsi que les recommandations des organisations internationales exigeant une irradiation à faible dose entraînant un énorme bruit pouvant fausser le diagnostic, les méthodes de dé-bruitage par Intelligence Artificielle (IA) offrent la possibilité de répondre à la demande croissante. Dans cette thèse, on quantifie l'effet du dé-bruitage basé sur l'IA sur les paramètres textuels de la radiographie en relation avec un réseau neurone convolutif. L'étude était basée sur le principe de caractérisation du bruit radiographique issu d'une radiographie d'un fantôme d'eau, puis générer ce bruit dans une radiographie destine à produire des images artificiellement bruitées, et, ceci afin de pouvoir alimenter un réseau neurone par des milliers d'images pour assurer sa phase d'apprentissage. Après la phase d'apprentissage, la phase d'essai et l'inférence, des radiographies thoraciques humaines ont été extraites des archives pour valider le dé-bruitage sur des radiographies humaines en RGB et en « greyscale ». L'étude a été réalisée à l'aide d'un fantôme d'eau pour des raisons éthiques afin d'éviter l'irradiation des personnes, d'éviter les mouvements volontaires et involontaires des patients, et de fournir une étude à partir d'une matière homogène (eau) qui constitue la majeure partie du corps humain. Cette étude est réalisée d'une part sur 17 radiographies d'un fantôme d'eau avec différentes doses d'exposition pour étudier la distribution du bruit sur différentes valeurs d'échelle de gris et, d'autre part sur 25 radiographies réparties en 5 groupes de 5 images, chaque groupe est réalisé avec la même dose d'exposition sans et avec des obstacles à côté pour étudier l'effet de gain du détecteur plat choisi comme moyen de prétraitement. La distribution de bruit a été détectée sur deux niveaux de gris, soit 160 et 180 respectivement et, a montré un niveau de bruit plus important sur le niveau 160 où l'absorption du rayon est plus importante et, par de ce fait, l'effet quantique est plus important. Des diagrammes de dispersion de bruit sur ces deux niveaux ont été présentés. D'autre part, la présence d'obstacles dans un même cliché a montré une absorption directement proportionnelle avec le nombre d'obstacles à côté du fantôme d'eau, ce qui a déclenché un facteur de gain du capteur qui, dans son rôle génère un bruit de tracé non linéaire. Les caractéristiques de texture des images dé-bruitées à travers l'IA par rapport aux radiographies artificiellement bruitées ont été comparées avec un coefficient de rapport de signal sur bruit (PSNR). Les caractéristiques avec des valeurs PSNR augmenté sur les images RGB et sur les images « greyscale » ont été considérées comme concordantes. Un test a été effectué pour comparer les valeurs absolues entre les images IA sans bruit et les images présentant un bruit artificiel. Les résultats du rapport des caractéristiques concordantes étaient de (38,05/30,06) -100 (26,58%) d'amélioration en RGB contre (35,93/22.21) - 100 (61,77%) d'amélioration en « greyscale ». En conclusion, l'application d'un dé-bruitage basé sur l'IA sur les images radiographiques conserve la plupart des informations de texture de l'image. Le dé-bruitage basé sur l'intelligence artificielle dans la radiographie à faible dose est une approche très prometteuse car elle adapte le dé-bruitage, en préservant l'information où elle est nécessaireThe great progress that medical imaging has offered in the medical sector on the diagnostic level (Conventional Radiology, Computed Tomography, Nuclear Magnetic Resonance and Interventional Radiology) has pushed medicine to go through this area as the first choice. With an ever-increasing number of diagnostic images produced each year, as well as the recommendations of international organizations requiring low-dose irradiation resulting in enormous noise that can distort the diagnosis, Artificial Intelligence (AI) de-noising methods offer an opportunity to meet growing demand. In this thesis, we quantify the effect of AI-based de-noising on X-ray textural parameters with respect to a convolutional neural network.The study was based on the principle of characterizing the radiographic noise resulting from an X-ray of a water phantom and, generating this noise in a standard dose radiography aimed at producing artificially noisy images, and this in order to be able to feed a neural network by thousands of images to ensure its learning phase. After the learning phase, the testing phase and the inference, human chest X-rays were extracted from the archive to validate the de-noising on human X-rays in RGB and in “greyscale”. The study was done through a water phantom for ethical reasons in order to avoid irradiating people, avoiding voluntary and involuntary patient movements, and ensuring a study based on a homogeneous material (water) which constitutes the majority of the human body. This study is carried out on the one hand on 17 X-rays of a water phantom with different exposure doses to study the noise distribution on different gray scale values and, on the other hand on 25 X-rays divided into 5 groups of 5 images each taken with the same exposure dose without and with adjacent obstacles to study the gain effect of the flat panel detector chosen as the pre-processing means. The noise distribution was detected on two gray levels, i.e. 160 and 180 respectively, and showed a higher level of noise on the 160 level where the absorption of the X-ray beam is greater and, consequently, the quantum effect is most important. Noise scatter diagrams on these two levels have been shown. On the other hand, the presence of obstacles in the same image showed an absorption directly proportional to the number of obstacles next to the water phantom, which triggered a gain factor of the detector which, in its role produces nonlinear trace noise. Texture characteristics of AI-de-noised images compared to artificially noisy radiographs were compared with a peak signal-to-noise ratio (PSNR) coefficient. Features with increased PSNR values on RGB images and on greyscale images were considered to be consistent. A test to compare absolute values between AI-de-noised and artificially noisy images was performed. The results of the concordant features report were (38.05/30.06) -100 (26.58%) improvement in RGB versus (35.93/22.21) - 100 (61.77%) improvement in ‘greyscale'. In conclusion, applying AI-based de-noising on X-ray images retains most of the texture information of the image. AI-based de-noising in low-dose radiography is a very promising approach because it adapts de-noising, preserving information where it should
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Ploton, Pierre. "Amélioration des estimations de biomasse en forêt tropicale : apport de la structure et de l’organisation spatiale des arbres de canopée." Thesis, Paris, AgroParisTech, 2017. http://www.theses.fr/2017AGPT0005.
Full textAbstract:
Les forêts tropicales séquestrent plus de la moitié du carbone forestier mondial et sont particulièrement menacées par les processus de déforestation et de dégradation, qui représentent la deuxième source d’émissions anthropogéniques de CO2. De fait, les forêts tropicales sont au centre de politiques climatiques internationales (i.e. Reducing emissions from deforestation and forest degradation, REDD) visant à réduire ces émissions. L’initiative REDD repose sur notre capacité à cartographier les stocks de carbone forestier (dynamique spatiale) et à détecter la déforestation et la dégradation (dynamique temporelle) à large échelle spatiale (e.g. nationale, bassin forestier), avec exactitude et précision. Dans ce cadre, la télédétection apparait comme un outil crucial, mais les nombreuses sources d’erreur dans la chaîne de cartographie du carbone font des objectifs du REDD un challenge ambitieux. Dans cette thèse, nous avons évalué les erreurs associées aux estimations de carbone forestier (quantifié au travers de la biomasse épigée, AGB) (1) aux échelles de l’arbre et du peuplement en utilisant un modèle pantropical largement employé et (2) à l’échelle du paysage en utilisant une méthode de télédétection basée sur les caractéristiques texturales d’images optiques à très haute résolution spatiale. Notre objectif général était de mieux comprendre et de réduire l’erreur d’estimation de l’AGB à chaque échelle par une meilleure prise en compte de la structure, de la distribution et de l’organisation spatiale des arbres de canopée.Malgré l’importance des grands arbres dans la dynamique du carbone forestier, ils sont sous-représentés dans les jeux de données destructifs et soumis à un biais de sous-estimation dans le modèle d’AGB pantropical. Nous avons assemblé une base de données pantropicale et étudié l’influence de la forme de l’arbre sur le patron d’erreur du modèle. Nos résultats montrent que la source de biais du modèle est une augmentation de la masse de l’arbre dans la couronne chez les arbres de canopée. Un modèle d’AGB prenant ce phénomène en compte a été proposé. Nous avons aussi propagé le biais du modèle à l’échelle du peuplement et montré que l’interaction entre la structure du peuplement et l’erreur du modèle, qui est souvent négligée, peut en fait être substantielle. Une analyse des propriétés structurelles des couronnes a également été menée au regard des hypothèses de la Théorie Métabolique de l’Ecologie Des déviations ont été observées, notamment à la loi de Léonardo (i.e. principe de conservation des aires), qui, toutes choses égales par ailleurs, pourraient justifier la grande proportion de masse trouvée dans les couronnes des arbres de canopée.Une seconde partie de la thèse porte sur l’extrapolation des estimations d’AGB des parcelles de terrain via les caractéristiques de texture des canopées extraites par transformée de Fourier (i.e. méthode FOTO). Un obstacle majeur au développement d’une méthode d’estimation de l’AGB à large échelle basée sur la texture tient au fait que la relation texture – paramètres de structure du peuplement varie entre types de forêt et régions du monde. Nous avons investigué cette question en simulant des scènes de canopées virtuelles pour 279 parcelles de 1 ha établies dans des types de forêts tropicales contrastés. Nous montrons qu’en complémentant les indices de texture FOTO avec d’autres descripteurs structuraux, notamment sur l’ouverture de la canopée (via une analyse de lacunarité) et l’élancement des arbres (via un proxy bioclimatique), il devrait être possible de développer un cadre d’inversion stable de l’AGB à large échelle. Un premier cas d’étude empirique dans une mosaïque forestière du bassin du Congo a donné des résultats prometteurs.Globalement, ce travail met en évidence le besoin de mieux prendre en compte les patrons de variation de structure de l’arbre (e.g. ontogénétique) et de la forêt afin d’améliorer les modèles génériques d’AGBTropical forests store more than half of the world’s forest carbon and are particularly threatened by deforestation and degradation processes, which together represent the second largest source of anthropogenic CO2 emissions. Consequently, tropical forests are the focus of international climate policies (i.e. Reducing emissions from deforestation and forest degradation, REDD) aiming at reducing forestrelated CO2 emissions. The REDD initiative lies on our ability to map forest carbon stocks (i.e. spatial dynamics) and to detect deforestation and degradations (i.e. temporal dynamics) at large spatial scales (e.g. national, forested basin), with accuracy and precision. Remote-sensing is as a key tool for this purpose, but numerous sources of error along the carbon mapping chain makes meeting REDD criteria an outstanding challenge. In the present thesis, we assessed carbon (quantified through aboveground biomass, AGB) estimation error at the tree- and plot-level using a widely used pantropical AGB model, and at the landscape-level using a remote sensing method based on canopy texture features from very high resolution (VHR) optical data. Our objective was to better understand and reduce AGB estimation error at each level using information on large canopy tree structure, distribution and spatial organization.Although large trees disproportionally contributed to forest carbon stock, they are under-represented in destructive datasets and subject to an under-estimation bias with the pantropical AGB model. We destructively sampled 77 very large tropical trees and assembled a large (pantropical) dataset to study how variation in tree form (through crown sizes and crown mass ratio) contributed to this error pattern. We showed that the source of bias in the pantropical model was a systematic increase in the proportion of tree mass allocated to the crown in canopy trees. An alternative AGB model accounting for this phenomenon was proposed. We also propagated the AGB model bias at the plot-level and showed that the interaction between forest structure and model bias, although often overlooked, might in fact be substantial. We further analyzed the structural properties of crown branching networks in light of the assumptions and predictions of the Metabolic Theory of Ecology, which supports the power-form of the pantropical AGB model. Important deviations were observed, notably from Leonardo’s rule (i.e. the principle of area conservation), which, all else being equal, could support the higher proportion of mass in large tree crowns.A second part of the thesis dealt with the extrapolation of field-plot AGB via canopy texture features of VHR optical data. A major barrier for the development of a broad-scale forest carbon monitoring method based on canopy texture is that relationships between canopy texture and stand structure parameters (including AGB) vary among forest types and regions of the world. We investigated this discrepancy using a simulation approach: virtual canopy scenes were generated for 279 1-ha plots distributed on contrasted forest types across the tropics. We showed that complementing FOTO texture with additional descriptors of forest structure, notably on canopy openness (from a lacunarity analysis) and tree slenderness (from a bioclimatic proxy) allows developing a stable inversion frame for forest AGB at large scale. Although the approach we proposed requires further empirical validation, a first case study on a forests mosaic in the Congo basin gave promising results.Overall, this work increased our understanding of mechanisms behind AGB estimation errors at the tree-, plot- and landscape-level. It stresses the need to better account for variation patterns in tree structure (e.g. ontogenetic pattern of carbon allocation) and forest structural organization (across forest types, under different environmental conditions) to improve general AGB models, and in fine our ability to accurately map forest AGB at large scale
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Vacher, Jonathan. "Synthèse de textures dynamiques pour l'étude de la vision en psychophysique et électrophysiologie." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLED005/document.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse est de proposer une modélisation mathématique des stimulations visuelles afin d'analyser finement des données expérimentales en psychophysique et en électrophysiologie. Plus précis\'ement, afin de pouvoir exploiter des techniques d'analyse de données issues des statistiques Bayésiennes et de l'apprentissage automatique, il est nécessaire de développer un ensemble de stimulations qui doivent être dynamiques, stochastiques et d'une complexité paramétrée. Il s'agit d'un problème important afin de comprendre la capacité du système visuel à intégrer et discriminer différents stimuli. En particulier, les mesures effectuées à de multiples échelles (neurone, population de neurones, cognition) nous permette d'étudier les sensibilités particulières des neurones, leur organisation fonctionnelle et leur impact sur la prise de décision. Dans ce but, nous proposons un ensemble de contributions théoriques, numériques et expérimentales, organisées autour de trois axes principaux : (1) un modèle de synthèse de textures dynamiques Gaussiennes spécialement paramétrée pour l'étude de la vision; (2) un modèle d'observateur Bayésien rendant compte du biais positif induit par fréquence spatiale sur la perception de la vitesse; (3) l'utilisation de méthodes d'apprentissage automatique pour l'analyse de données obtenues en imagerie optique par colorant potentiométrique et au cours d'enregistrements extra-cellulaires. Ce travail, au carrefour des neurosciences, de la psychophysique et des mathématiques, est le fruit de plusieurs collaborations interdisciplinairesThe goal of this thesis is to propose a mathematical model of visual stimulations in order to finely analyze experimental data in psychophysics and electrophysiology. More precisely, it is necessary to develop a set of dynamic, stochastic and parametric stimulations in order to exploit data analysis techniques from Bayesian statistics and machine learning. This problem is important to understand the visual system capacity to integrate and discriminate between stimuli. In particular, the measures performed at different scales (neurons, neural population, cognition) allow to study the particular sensitivities of neurons, their functional organization and their impact on decision making. To this purpose, we propose a set of theoretical, numerical and experimental contributions organized around three principal axes: (1) a Gaussian dynamic texture synthesis model specially crafted to probe vision; (2) a Bayesian observer model that accounts for the positive effect of spatial frequency over speed perception; (3) the use of machine learning techniques to analyze voltage sensitive dye optical imaging and extracellular data. This work, at the crossroads of neurosciences, psychophysics and mathematics is the fruit of several interdisciplinary collaborations
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Chini, Maria Rita. "Analyse des hétérogénéités de microstructure et de microtexture héritées par transformation de phase β→α dans des pièces massives en alliage Ti-10V-2Fe-3Al : influence sur la dispersion des propriétés mécaniques." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0149.
Full textAbstract:
Les alliages de titane β-métastables comme le Ti-10V-2Fe-3Al se substituent progressivement aux alliages α/β dans les applications aéronautiques du fait de leur résistance spécifique améliorée. Leurs microstructures d'emploi sont cependant complexes et multi-échelles, constituées d'une matrice β (de grains millimétriques) partiellement transformée en nodules primaires αp (micrométriques) et en lamelles secondaires αs (sub-micrométriques). Les propriétés finales peuvent être très sensibles aux variations locales de microstructures et sont souvent non maîtrisées lors du forgeage de pièces massives. De plus la matrice β qui représente ~40% du volume et qui a un comportement élastique et plastique fortement anisotrope, comme la phase α, complique la compréhension des mécanismes de déformation en jeu. Le premier objectif de cette thèse est de mettre en œuvre des techniques de caractérisation multi-échelles (la diffraction des neutrons, l'imagerie électronique couplée à l'analyse d'image et l'EBSD, la reconstruction des microtextures de haute température β/αp) pour analyser efficacement la microstructure/texture des constituants β/αp/αs et caractériser leurs hétérogénéités au sein de demi-produits et de pièces obtenues par matriçage. Les résultats permettent d'analyser la fragmentation des grains β en sous-grains, les macrozones αp, le maintien de relation d'orientation entre β/αp et l'organisation des lamelles αs en colonies ou paniers tressés, en pointant les différences de taille de domaines révélés par la cristallographie et l'imagerie standard. Le second objectif est d'appliquer cette méthodologie à l'analyse de facies de rupture d'éprouvettes présentant un comportement singulier (en traction ou en fatigue) pour caractériser les configurations microstructurales à l'origine de l'amorçage de fissures. Cette analyse a principalement été réalisée par polissage manuel du faciès couplé à des acquisitions EBSD mais également en exploitant le potentiel de l'imagerie 3D par MEB-FIB (Focus Ion Beam) et la technique TKD (Transmission Kikuchi Diffraction) sur lame mince prélevée au niveau d'un site d'amorçage par FIB. Enfin, cette étude expérimentale a été complétée par une première approche en simulation micromécanique sur une microstructure modèle 100% β. L'objectif était d'évaluer l'influence de l’anisotropie élastique de la phase β sur la genèse de contraintes d'incompatibilités dans les régimes élastique et élasto-plastique. L'ensemble des résultats contribue à une meilleure compréhension des variations de propriétés mécaniques en lien avec la microstructure localeThe β-metastable titanium alloys such as Ti-10V-2Fe-3Al are gradually replacing α/β alloys in aeronautical applications thanks to their improved specific strength. However, their microstructures are complex and multi-scale, consisting of a β matrix (of millimetric grains) partially transformed into primary αp nodules (micrometric) and secondary αs lamellae (sub-micrometric). The final mechanical properties are very sensitive to local variations of the microstructure, which are not always fully controlled during forging of massive parts. Moreover, the β matrix, which represent 40% of the volume and whose elastic and plastic behavior is strongly anisotropic (like the α phase) complicates the understanding of the mechanisms of deformation. The first objective of this thesis was to efficiently characterize the microstructure/texture of the different constituents (β/αp/αs) and their heterogeneities within half-finished products and forged parts by using techniques of multi-scale characterization (neutron diffraction, electronic imaging coupled with image analysis and EBSD, reconstruction of high temperature microtextures β/αp). As a result the fragmentation of the β grains into subgrains, the αp macrozones, the destruction of the orientation relation between β/αp and the organization of the αs lamellae in colonies or basket weave was quantified and the differences in size of domains revealed by crystallography and by standard imaging were pointed out. The second objective is to apply this methodology to the analysis of fracture surfaces of samples exhibiting singular behavior (in tension or in fatigue) in order to characterize the microstructural configurations leading to early cracking. This analysis was mainly performed by manual polishing coupled with EBSD acquisitions but also by using 3D imaging by SEM-FIB (Focus Ion Beam) and TKD (Transmission Kikuchi Diffraction) technique on a thin foil FIB-extracted from the crack initiation site. Finally, this experimental study was completed by a micromechanical simulation on a 100% β model microstructure. The objective was to evaluate the influence of the elastic anisotropy of the β phase on the genesis of incompatibility stresses in the elastic and elasto-plastic regimes. The overall results contribute to a better understanding of the variations of mechanical properties related to the local microstructure
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Balé, Antoine. "Homogénéisation et caractérisation de matériaux multiphasiques piézoélectriques (composites de connectivité 1-3 et céramiques texturées) pour les transducteurs ultrasonores sans plomb." Electronic Thesis or Diss., Tours, 2019. http://www.theses.fr/2019TOUR4036.
Full textAbstract:
Pour les applications en transduction ultrasonore (comme l’imagerie médicale et l’acoustique sous-marine), les matériaux piézoélectriques à base de plomb en particulier le PZT et ses compositions dérivées sont aujourd’hui les plus utilisés grâce à leurs excellentes performances. Ils sont également intégrés dans différents procédés de fabrication de composites constitués de phases piézoélectriques et/ou d’une phase inerte (typiquement un polymère). Cependant, suite à l'entrée en vigueur de plusieurs directives au sein l’UE au début des années 2000 mais aussi dans d’autres pays à travers le monde visant à limiter l'emploi du plomb dû à sa toxicité, un fort engouement de la communauté scientifique internationale existe pour développer de nouveaux matériaux sans plomb possédant des propriétés très proches de ceux contenant du plomb.Pour évaluer les performances des transducteurs ultrasonores intégrant ces nouveaux matériaux, des simulations numériques sont réalisées mais au préalable la connaissance de leurs bases de données complètes (tenseurs élastique, diélectrique et piézoélectrique) est primordiale. Dans ce travail de thèse, l’étude de plusieurs matériaux piézoélectriques multiphasiques a conduit à développer différents modèles d’homogénéisation permettant l’obtention de toutes les constantes effectives de ce type de matériaux contenant ou non du plomb.Le premier modèle, applicable aux composites de connectivité 1-3, repose sur l'ajustement des vitesses de propagation d’ondes de volume dans différentes directions dans ce matériau. Pour cela, les courbes de lenteurs sont dans un premier temps calculées numériquement dans plusieurs plans par la méthode des éléments finis. Des expressions analytiques de ces mêmes grandeurs ont aussi été développées par l’intermédiaire du tenseur de Christoffel pour plusieurs classes de symétrie. Ces expressions contiennent les propriétés du matériau et l’ajustement des résultats numériques permet d’obtenir, de façon simple et rapide, une bonne précision sur l'ensemble des constantes effectives de ce matériau. Le modèle a été comparé, avec succès, à d’autres modèles d'homogénéisation publiés dans la littérature. Notre approche se démarque de ces modèles par l'utilisation initiale d'une grandeur mesurable (vitesses des ondes) comme variable d'ajustement, ce qui permettra à terme d'utiliser ce modèle comme un outil expérimental de caractérisation pour ce type de composite.Le second modèle, lui, permet la détermination des grandeurs principalement liées au mode de résonance en épaisseur de céramiques piézoélectriques texturées. La porosité, généralement présente dans ce type de matériau, a également été intégrée dans le but d'explorer son influence sur les grandeurs déterminées et plus particulièrement sur le coefficient de couplage kt du mode épaisseur. Dans ce modèle, la céramique texturée est considérée comme un composite triphasique (phase orientée monocristalline, matrice céramique résiduelle et porosité) et le concept de connectivité est alors employé pour décrire l’arrangement spatiale de sa microstructure. L'obtention des paramètres effectifs se fait alors en utilisant une méthode matricielle. Ce modèle permet de mettre en évidence le rôle bénéfique de la porosité sur l'augmentation du coefficient de couplage kt pour un taux de texturation donné.Une base de données d’un cristal piézoélectrique sans plomb de type BCTZ a été déterminée et utilisée pour déduire à l’aide du premier modèle développé tous les paramètres effectifs d’un composite 1-3 intégrant ce matériau. Enfin, deux transducteurs utilisant ce matériau BCTZ ont été caractérisés. Le premier est un transducteur mono-élément intégrant une plaquette et le second est une sonde haute fréquence (20 MHz) possédant 128 éléments et intégrant un composite 1-3 BCTZ/résine époxy. Les résultats démontrent le potentiel de ce cristal piézoélectrique pour remplacer à terme les composés à base de plomb pour des applications en imagerie médicaleOwing to their excellent performances, lead-based piezoelectric materials, in particular PZT and its derivatives are commonly used in ultrasound transducer applications (medical imaging, underwater acoustics). However, since the early 2000, the European Union and other countries around the world have introduced several regulations aimed at limiting the use of lead due to its toxicity, leading the scientific community to intensely focus on lead-free materials with properties comparable to their lead-based counterparts.To evaluate ultrasound transducer performances, numerical simulations are performed which require full knowledge of tensorial properties (elastic, piezoelectric and dielectric) of the materials. In the framework of multiphasic piezoelectric material, different homogenization models have been developed in order to determine full effective properties for lead-free and lead-based materials.The first model, aimed towards 1-3 piezocomposites, relies on fitting computed bulk wave velocities obtained by the finite element method for various propagation directions with closed-formed expressions determined using Christoffel’s tensor. The model was implemented for multiple symmetry class and all effective parameters are accurately determined. The model was successfully compared to other models published in literature. By using phase velocities as our main variable, an experimental implementation of our theoretical approach is therefore possible which may not be the case for other models.The second model which was derived for textured ceramics mainly focuses on the determination of thickness mode related parameters and takes into account porosity, which is generally present in these materials, in order to assess its influence on the material’s properties, in particular the thickness mode coupling coefficient kt. In this model, the textured ceramic is considered as a three phase composite (single crystal for the oriented phase, ceramic for the residual matrix and air) and the concept of connectivity is used to describe the spatial arrangement of the microstructure. The determination of the effective parameters is achieved using a matrix method. Results indicates that for a given degree of texture an increase in coupling coefficient kt linked to the presence of porosity is observed and thus highlights the beneficial role of porosity in these materials.A full database for a BCTZ/epoxy resin 1-3 composite was determined using the first model and two BCTZ based transducers were characterized: a single element BCTZ transducer and a 128 element high frequency (20 MHZ) linear array which incorporates a BCTZ/epoxy resin piezocomposite. Results clearly demonstrate that BCTZ crystals are a viable alternative to lead-based materials
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Tomasini, Linda. "Apprentissage d'une représentation statistique et topologique d'un environnement." Toulouse, ENSAE, 1993. http://www.theses.fr/1993ESAE0024.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'apprentissage d'une représentation d'un environnement par un réseau de neurones. L’algorithme d'apprentissage non supervisé que nous proposons est basé sur l'identification d'un mélange de gaussiennes et est mis en œuvre sur une carte topologique du type de celles de Kohonen. Une relation formelle est établie avec les algorithmes de classification automatique floue. Nous traitons ensuite deux applications directes de cet algorithme à la vision artificielle: en segmentation d'images par analyse de texture et en imagerie médicale pour la visualisation de données tomographiques de débit sanguin cérébral. Dans la dernière partie, deux architectures hybrides sont définies dans les buts d'apprendre, respectivement, une suite récurrente et les corrélations entre deux variables représentées sur deux cartes topologiques. Dans les deux cas, l'apprentissage fait coopérer l'algorithme précédent de classification automatique avec une règle d'apprentissage supervisée.
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Bézy-Wendling, Johanne. "Modélisation vasculaire et analyse de texture." Rennes 1, 1997. http://www.theses.fr/1997REN10076.
Full textAbstract:
Les methodes mathematiques d'analyse de texture fournissent des parametres objectifs et quantifies, qui peuvent aider a la caracterisation tissulaire dans la demarche diagnostique. L'approche qui consiste a mesurer un grand nombre de caracteristiques de texture sur des tissus sains et pathologiques, et, par des methodes d'analyse de donnees, a mettre en evidence les plus pertinentes a donne lieu a de tres nombreuses applications. Cependant, la variabilite de la texture (avec la technique et les parametres d'acquisition des images, l'anatomie du patient. . . Etc. ), et le manque de relations entre les caracteristiques de texture mesurees et les proprietes physiologiques du tissu, empechent une utilisation de l'analyse de texture en routine clinique. Cette these propose une approche qui vise a i) reduire la variabilite de la texture en se limitant aux images sectionnelles et en choisissant la vascularisation comme element structurant de la texture, ii) ameliorer l'interpretation des caracteristiques mesurees et iii) comprendre l'influence des conditions d'acquisition sur ces caracteristiques. Cette approche necessite une etape de modelisation. Un modele 3d de la vascularisation, qui reproduit le processus de croissance d'un arbre vasculaire (angiogenese), repond a des lois physiques de l'ecoulement du sang dans les vaisseaux (poiseuille), tient compte de contraintes anatomiques et optimise une fonction cout (volume sanguin) a donc ete developpe. Il permet de simuler des modifications vasculaires et d'etudier les relations entre les proprietes de l'arbre vasculaire et les caracteristiques de texture. Les relations entre parametres d'acquisition (ex : epaisseur de coupe) et caracteristiques de texture peuvent etre etudiees grace a la modelisation de l'acquisition (scanner x). La confrontation des caracteristiques geometriques et hemodynamiques de l'arbre modelise avec des donnees de la litterature, et la comparaison visuelle de la texture des images en coupe, synthetisees a partir du modele, avec des images scanner d'arbre reel ont permis une premiere validation du modele. Des images scanner de l'arbre arteriel hepatiques (ramifie jusqu'aux arterioles), du couplage de l'arbre arteriel et de l'arbre veineux, et d'une modification vasculaire liee a la pathologie (hypervascularisation localisee) ont ete simulees. Plusieurs caracteristiques de texture, mesurees en differentes regions, ont une loi d'evolution simple avec l'epaisseur de coupe et permettent de discriminer la vascularisation normale de l'hypervascularisation. Le modele vasculaire propose presente un interet majeur dans le processus de comprehension de l'analyse de texture des images medicales. Il pourra egalement etre utile dans d'autres applications (les premiers exemples de propagation du produit de contraste utilise lors des examens vasculaires sont egalement presentes dans cette these).
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Mavromatis, Sébastien. "Analyse de texture et visualisation scientifique." Aix-Marseille 2, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX22060.
Full text
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Sukkari, Nabil. "Discours promotionnels touristiques après les printemps arabes : pour une analyse de discours à visée didactique en FOS." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2019. http://www.theses.fr/2019UBFCC010.
Full textAbstract:
Cette recherche porte sur les influences du « printemps arabe » sur le discours touristique que nous abordons sous deux modalités argumentatives : la publicité touristique et la promotion touristique. Pour traiter cette problématique, nous avons collecté un corpus iconotextuel (texte + image) parmi des ressources médiatiques très variées diffusées entre 2011 et 2015 par deux pays représentatifs pour l’ampleur de leur activité touristique (Égypte et Tunisie). L’analyse de ce corpus part de l’hypothèse que les genres variés de notre corpus reposent sur une conception linguistique et visuelle relativement différente de l’information en fonction du genre et de la cible d’une part, et en fonction du soubassement culturel et psychosocial d’une image idéologique virtuelle complexe en adéquation avec la post-crise d’autre part. Le cadre théorique met en avant cette image virtuelle complexe sous la forme de « l’imagerie », concept psychosocial central dans la publicité et la promotion touristique grâce à sa capacité d’associer l’héritage culturel de représentations du passé avec les attentes, les rêves et les souhaits suscités par la future aventure touristique mise en promotion, esquissés dans cette imagerie. Le cadre théorique ancre l’imagerie dans différents genres de discours à partir de leurs dimensions constitutives comme les dimensions textuelle, sociopragmatique et matérielle, afin de dégager le processus linguistique mis en œuvre par le genre de discours responsable du contrat de lecture avec le destinataire et de la mobilisation du contenu culturel.La Tunisie et l’Égypte n’ont pas réagi de la même manière à l’impact du nouveau contexte post-crise problématique au niveau politique et sécuritaire. En effet, alors que l’Égypte s’est contentée de la reproduction classique de l’imagerie touristique fondée sur la variété de son héritage pharaonique, en écartant l’enjeu de l’évolution géopolitique du printemps en post-crise dans ses imageries, la Tunisie, pour sa part, a recouru à l’alliance de l’argumentation discursive et visuelle fondant une imagerie qui conjugue non seulement tradition et architecture mais aussi sécurité et modernité d’expériences touristiques intenses.De plus, le corpus tunisien s’est montré davantage ouvert à la créativité, par rapport au corpus égyptien, grâce à l’intégration de nouveaux genres très variés comme les articles d’actualités économique ou politique, la chronique littéraire, etc. dans sa promotion touristique non publicitaire. L’adaptation du contenu à la post-crise dans un éventail élargi de genres de discours, dont nous avons pu dégager les caractéristiques sémiolinguistiques grâce à une analyse menée à partir d’une grille conçue spécifiquement, a ensuite trouvé sa traduction didactique dans la proposition d’un module de Français sur Objectif spécifique (FOS) qui vise l’acquisition des compétences professionnelles particulières pour les futurs professionnels du tourisme de certains pays du Moyen-Orient dont le contexte sociolinguistique du français est similaire au contexte égyptienThis research focuses on the influences of the "Arab Spring" on the tourist discourse that we approach under two argumentative modalities: tourism advertising and tourism promotion. To deal with this issue, we have collected an iconotexual corpus (text + image) among media resources very varied, distributed between 2011 and 2015 by two representative countries for the scale of their tourism activity (Egypt and Tunisia).The analysis of this corpus is based on the assumption that the various speech genres of our corpus are based on a linguistic and visual conception that is relatively different from the information according to the speech genre and the target on the one hand, and according to the cultural underpinning and psychosocial of a complex virtual ideological image in adequacy with the post-crisis on the other hand. The theoretical framework puts forward this complex virtual image in the form of "imagery", a central psychosocial concept in advertising and tourism promotion thanks to its ability to associate the cultural heritage of representations of the past with expectations, dreams and the wishes aroused by the future tourist adventure put on display in this imagery. The theoretical framework anchors the imagery in different speech genres from their constituent dimensions as the textual, socio-physical and material dimensions in order to identify the linguistic process implemented by the speech genre responsible for the reading contract with the recipient and the mobilization of cultural content.Tunisia and Egypt have not responded in the same way to the impact of the new post-crisis political and security context. Indeed, while Egypt has been content with the classic reproduction of tourist imagery based on the variety of its pharaonic heritage by removing the issue of the geopolitical evolution of spring in post-crisis in its imagery, Tunisia, for its part, has resorted to the combination of discursive and visual argumentation founding an imagery that combines not only tradition and architecture but also the security and modernity of intense tourist experiences.In addition, the Tunisian corpus has been more open to creativity, compared to the Egyptian corpus, through the integration of new very varied genres such as economic or political news articles, literary chronicles, etc. The post-crisis adaptation of the content in a wider range of speech genres from which we have been able to identify the semiolinguistic characteristics through an analysis conducted from a specifically designed grid which has subsequently been translated into didactic translation in the proposal for a French module for Specific Objective (FSO) aimed at acquiring specific professional skills for future tourism professionals in certain Middle Eastern countries whose socio-linguistic context of French is similar to the Egyptian context
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Philipp-Foliguet, Sylvie. "Analyse de texture appliquee aux radiographies industrielles." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066479.
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Philipp-Foliguet, Sylvie. "Analyse de texture appliquée aux radiographies industrielles." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376175119.
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Journet, Nicholas. "Analyse d’images de documents anciens : une approche texture." La Rochelle, 2006. http://www.theses.fr/2006LAROS178.
Full textAbstract:
Mes travaux de thèse sont liés à la problématique de l'indexation de grosses quantités d'images de documents anciens. Ils visent à traiter un corpus de documents dont le contenu (texte et image) ainsi que la mise en page se trouvent être fortement variables (l'ensemble des ouvrages d'une bibliothèque par exemple). Ainsi, il n'est donc pas envisageable de travailler sur ce corpus tel qu'on le fait habituellement avec les documents contemporains. En effet, les premiers tests que nous avons effectués sur le corpus du Centre d'Etudes Supérieures de la Renaissance de Tours, avec qui nous travaillons, ont confirmé que les approches classiques (guidée par le modèle) sont peu efficaces car il est impossible d'émettre des hypothèses sur la structure physique ou logique des documents traités. . Nous avons également constaté le manque d'outils permettant l'indexation de grandes bases d'images de documents anciens Face à ce double constat, ces travaux de thèse nous ont amené à proposer une méthode de caractérisation du contenu d'images de documents anciens. Cette caractérisation est réalisée à l'aide d'une étude multirésolution des textures contenues dans les images de document. Ainsi, en extrayant des signatures liées aux fréquences et aux orientations des différentes parties d'une page, il est possible d'extraire, de comparer ou encore d'identifier des éléments de haut niveau sémantique (lettrines, illustrations, texte, mise en page. . . ) sans émettre d'hypothèses sur la structure physique ou logique des documents analysés. Ces indices textures ont permis la création d'outils d'aide à l'indexation de grosses bases d'images de documents anciensMy phd thesis subject is related to the topic of old documents images indexation. The corpus of old documents has specific characteristics. The content (text and image) as well as the layout information are strongly variable. Thus, it is not possible to work on this corpus such as it usually done with contemporary documents. Indeed, the first tests which we realised on the corpus of the “Centre d’Etude de la Renaissance”, with which we work, confirmed that the traditional approaches (driven –model approaches) are not very efficient because it’s impossible to put assumptions on the physical or logical structure of the old documents. We also noted the lack of tools allowing the indexing of large old documents images databases. In this phd work, we propose a new generic method which permits characterization of the contents of old documents images. This characterization is carried out using a multirésolution study of the textures contained in the images of documents. By constructing signatures related with the frequencies and the orientations of the various parts of a page it is possible to extract, compare or to identify different kind of semantic elements (reference letters, illustrations, text, layout. . . ) without making any assumptions about the physical or logical structure of the analyzed documents. These textures information are at the origin of creation of indexing tools for large databases of old documents images