Thématique : Traitement d'Images

Description de la thématique

   Les activités en traitement d'image se sont développées au MAPMO surtout à partir de 2006. Très rapidement, la recherche autour de ce thème s'est structurée dans un groupe transverse rassemblant des chercheurs confirmés (R. Abraham, M. Bergounioux, M. Haddou et E. Trélat) et des doctorants (L. Guillot, A. Srour, L. Piffet et M. P. Tran) : le GIF (Groupe Image de la FDP). Ce groupe implique aussi des chercheurs d'autres laboratoires (LMPT Tours, ISTO Orléans, IMT Toulouse, XLim Limoges, Evry, CEA ...).

   Les travaux de recherche concernent des problèmes de segmentation et de reconstruction et utilisent essentiellement des méthodes variationnelles. En effet, la plupart des chercheurs du groupe sont issus d'une thématique optimisation et contrôle qui permet une ouverture sur les problèmes inverses et particulièrement les problèmes de reconstruction en image. Les travaux sont alimentés par des projets de recherche portant sur des questions de segmentation d'images fortement texturées (projet PASTIS) et de reconstruction tomographique (collaboration avec le CEA).

   Le master PASSION possède un parcours où est enseigné le traitement du signal et de l'image. Beaucoup d'étudiants le choisissent, permettant, par le biais des stages en entreprise de nouer des contacts fructueux avec des entreprises locales ou non (Thalès Fleury-les-Aubrais) ou des laboratoires de recherche (INRA Orléans, IPROS4, CEA). L'activité du groupe est soutenue par des contrats et projets :

Contrats avec le CEA - DAM (2006-2010).

   La collaboration porte sur des problèmes de reconstruction tomographique d'objets binaires fortement bruités et outés à partir d'une seule radiographie, pour lesquels le groupe a obtenu des algorithmes performants via une analyse mathématique fine [233, 4, 53, 55].

Financement régional (Région Centre) : Projet PASTIS 5.

   Ce projet dont la responsable est M. Bergounioux porte sur une reconstruction 3D de milieu poreux à partir d'images de micro-tomographie. Une méthode de "Gradient Vector Flow" a été justifiée mathématiquement et implémentée [51, 272] et de nouvelles techniques d'extraction de textures (du second ordre) développées [54, 250].

PPF GIC(Géométries-Images-Communications).

   Ce PPF regroupe des équipes d'Orléans, Tours, Poitiers, Limoges et La Rochelle.

Participation aux activités des GDR MOA(Mathématiques de l'Optimisation et Applications),

   MSPC (Mathématiques des Systèmes Perceptifs et Cognitifs) et ISIS (Information, Signal, Images et viSion).

   Deux thèses ont été soutenues en 2008 (L. Guillot et A. Srour), une troisième sera soutenue à l'automne 2010 (L. Piffet) et une quatrième a commencé en septembre 2009 (M. Phuong Nguyen) financée par une allocation échée du ministère et co-encadrée avec un informaticien de La Rochelle.

   Le groupe a organisé régulièrement des journées de travail alternativement à Orléans et à Tours dans le cadre de la FDP et deux conférences "Mathématiques pour l'Image" à Orléans la première du 1er au 3 avril 2008 et la deuxième du 29 mars au 1er avril 2010 avec une session spéciale sur l'Imagerie pour les Neurosciences.

Perspectives

   La thématique "Image" s'est considérablement renforcée par le recrutement de Cécile Louchet en 2009 comme MCF sur un profil "Traitement d'Image". Laurent Delsol recruté sur un profil "Statistiques" a également rejoint le groupe. La présence de Matteo Novaga (Professeur invité par le STUDIUM de février 2010 à février 2011) est aussi l'occasion de développer des approches type Mumford-Shah et/ou propagation de fronts en liaison avec les équations d'Hamilton-Jacobi sur des problématiques de segmentation. Les collaborations existantes se renforcent et de nouvelles s'engagent avec de nouveaux laboratoires:

• Poursuite des travaux sur la reconstruction tomographique avec peu de vues : un contrat vient d' être signé avec le CEA pour le financement d'une thèse à partir de septembre 2010. Cet axe de recherche a aussi des développements théoriques en liaison avec l'opéra\-teur de Radon et l'analyse harmonique. Une collaboration va démarrer entre J.P. Anker, M. Bergounioux, E. Trélat (MAPMO) et des collègues de l'Université de Tunis à partir de l'article [56].
• le CBM (Centre de Biologie Moléculaire ) d'Orléans, sur une thémati\-que de segmentation d'images IRM 3D de faible résolution, et de l'analyse de textures. La thèse de M. P. Tran en liaison avec les travaux de L. Piffet va permettre de développer des outils d'analyse de ces images pour permettre d'identifier la vascularisation cérébrale dans des images d'angiographie. Une approche par contours significatifs (R.Abraham, C. Louchet) va aussi être développée [3].
• l'IPROS à Orléans, sur une thématique de segmentation automatique et analyse de textures avec aide au diagnostic pour l'ostéoporose (M. Bergounioux, C. Louchet, L. Piffet).
• l'ISTO (Volcanologie) sur la segmentation d'images 3D de lave et estimation de la porosité et de la répartition des bulles au voisinage des fractures (M. Bergounioux).
• Le LPC2E (Laboratoire de Physique Chime de l'Environnement et de l'Espace) avec des techniques d'ondelettes et de l'Analyse en Composantes Morphologiques (MCA) sur des images du soleil pour faire de la séparation de sources en aveugle et élaborer des modèles de l'activité solaire (M.P. Tran, M. Bergounioux, C. Louchet, E. Trélat)
• l'IFP (Institut Français du Pétrole) à Rueil-Malmaison, sur des problèmes de reconstructions tomographiques avec peu de radios et nano-tomographie (R. Abraham, M. Bergounioux, M. Haddou et E. Trélat).
• L'IMT (Institut de Mathématiques de Toulouse) et l'Institut Radon (Linz -Autriche) sur des problèmes de tomographie thermo-acoustique en liaison avec la thématique Contrôle et Optimisation (M. Bergounioux, E. Trélat).

   Le groupe organisera en 2011 une réunion de projet lors du congrès SMAI 2011, pour clore le projet PASTIS et très vraisemblablement la troisième édition de la conférence "Mathématiques pour l'Image", en 2012, manifestation que nous souhaitons devenir biennale.