Dernière modification : 10/10/2008
ANR "blanche" DetectFine : Détection et suivi de structures Fines dans des volumes d'images. |
Durée de financement du projet : 2007-2009
Résumé du projet :
Ce projet s'inscrit dans une thématique de l'analyse et du traitement de l'image. Nous voulons détecter dans des images 3D et vidéo (2D+t) des structures fines de co-dimension supérieure ou égale à 2, c'est à dire des filaments et/ou des points.
Il s'agira dans un premier temps d'établir un modèle mathématique robuste tenant compte de la spécificité des dimensions mais aussi de l'effet de la réponse impulsionnelle du système d'acquisition optique (PSF pour Point Spread Function en anglais) et de la matrice d'acquisition des données. Les applications visées concernent d'une part l'imagerie biologique cellulaire (détection de filaments d'actine, de microtubules et de particules virales) et d'autre part l'imagerie des systèmes de surveillance aéroportés (détection de câbles en contexte héliporté ou drones et détection de départ de missiles embarqués sur aéronefs militaires ou civiles). Une fois le modèle établi on se tournera vers son implémentation numérique. A notre connaissance il existe peu d'algorithmes robustes effectuant de telles tâches. Dans une dernière partie, on validera les algorithmes trouvés sur des images biologiques et sur des images de systèmes de surveillance aéroportés.
Le contexte mathématique de cette étude est celui des Equations aux Dérivées Partielles (EDP) et du Calcul des Variations. Les modèles EDP proposés seront de deux types. Le premier modèle sera basé sur une profonde modification de la fonctionnelle de Mumford et Shah qui, génériquement, est dédiée dans sa formulation classique à la segmentation d'objets de co-dimension 1. Il s'agira donc de modifier cette fonctionnelle de telle sorte qu'elle puisse détecter des objets de co-dimension supérieure ou égale à 2. On s'intéressera aussi à un deuxième modèle basé sur les systèmes EDP du type Ginzburg-Landau (GL) largement utilisés en physique des semi-conducteurs et en électro-magnétisme. Plusieurs études mathématiques ont montré que ces systèmes sont particulièrement bien adaptés à la détection de singularités de co-dimension supérieure ou égale à 2 dans un espace ambiant de dimension 3, mais ce type de modèle a été peu utilisé en analyse d'images. C'est donc un challenge réel d'adapter ces modèles à des problèmes de détection et de suivi en imagerie. Ce projet s'inscrit dans une collaboration pluridisciplinaire entre universitaires : chercheurs dans le domaine STIC (laboratoire I3S et Institut Pasteur), mathématiciens (Laboratoire J.A. Dieudonné et CMLA) et ingénieurs du monde industriel (Sagem DS).
Membres :
Laure Blanc-Féraud (coordinatrice), Laboratoire I3S.
Gilles Aubert (responsable scientifique), Laboratoire J.A. Dieudonné, Université de Nice Sophia Antipolis.
Jean-Christophe Olivo-Marin (responsable scientifique), Institut Pasteur.
Daniel Duclos (responsable scientifique), SAGEM DS.
Luis Almeida, Laboratoire J.A. Dieudonné, Université de Nice Sophia Antipolis.
Jean-François Aujol, CMLA, ENS Cachan.
David Chiron, Laboratoire J.A. Dieudonné, Université de Nice Sophia Antipolis.
Yann Le Guilloux, SAGEM DS.
Christophe Zimmer, Institut Pasteur.
Les réunions de l'équipe :
7 novembre 2008 , au CMLA (ENS Cachan).
6 juin 2008 , au laboratoire I3S (Sophia-Antipolis).
18 janvier 2008 , à la SAGEM (Paris).
8 octobre 2007 , au laboratoire J.A. Dieudonné (Nice).
26 mars 2007 , à l'Institut Pasteur (Paris).
4-5 décembre 2006 , au laboratoire I3S (Sophia-Antipolis).