Numéro 1

1. Classification de textures en imagerie sonar et invariance en rotation H. THOMAS, C. COLLET, K. YAO, G. BUREL. 1-19 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Les applications civiles et militaires nécessitant l'identification des caractéristiques de la couche superficielle du fond de la mer sont nombreuses : géologie marine, prospection minière, pêche et gestion de la biomasse, cartographie, guerre des mines, chasse aux mines ... Cet article s'intèresse à la cartographie automatique des fonds marins en imagerie sonar haute résolution. De nombreuses méthodes d'analyse de textures ont été développées jusqu'à présent, utilisant des approches statistiques, géométriques ou spectrales [14, 45, 7, 44]. Cependant, peu d'entre elles fournissent des attributs caractéristiques robustes vis-à-vis des rotations d'images. Cette propriété est pourtant essentielle dans le cadre de l'étude proposée : elle a pour objectif de faciliter et d'améliorer l'apprentissage du classifieur. Nous présentons dans cet article cinq méthodes de caractérisation, robustes vis-à-vis des rotations d'images. La première méthode est une version étendue de la modélisation AutoRégressive (AR) circulaire initialement proposée par Kashyap et Khotanzad [19], en vue d'en extraire directement un nombre restreint de paramètres caractéristiques significatifs invariants en rotation. Les quatre autres méthodes résultent d'une approche originale qui consiste à appliquer une méthode de traitement d'images à un ensemble de paramètres décrivant une texture, afin de le rendre robuste vis-à-vis des rotations d'images. Les deux premières de ces méthodes consistent à appliquer la Transformation Log-Polaire respectivement aux paramètres issus d'une modélisation autorégressive 2D non-causale et aux paramètres de corrélation associés (nommés paramètres COR). Quant aux deux dernières méthodes, elles consistent en l'application de la méthode des moments de Zernike respectivement à ces deux ensembles de descripteurs. Des résultats de classification expérimentaux obtenus sur images réelles et sur images tournées artificiellement, ainsi que sur des textures issues de l'album de Brodatz, sont fournis pour souligner les performances de chacune des méthodes.

2. Mise en correspondance d'un couple de réseaux linéïques : application à l'analyse et au recalage de réseaux routiers extraits d'un couple carte/image SPOT Christine HIVERNAT, Xavier DESCOMBES, Sabine RANDRIAMASY, Josiane ZERUBIA. 21-32 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Nous traitons de la mise en correspondance de graphes linéïques, c'est-à-dire de graphes dont les noeuds représentent des segments caractérisés par leur longueur et leur angle. Un modèle markovien nous permet de considérer le problème comme un problème d'étiquetage. Le modèle définie est invariant par translation et rotation. Cet algorithme est appliqué aux réseaux routiers issus d'une image et d'une base de données cartographique. La mise en correspondance est effectuée après une étape de chaînage des pixels « routes » extraits de l'image. A l'issue de la mise en correspondance, une étape de qualification des appariements obtenus permet à la fois de calculer une matrice de recalage et d'interpréter les résultats en vue d'une mise à jour cartographique.

3. Segmentation d'images couleur : applications en microscopie cellulaire Olivier LEZORAY, Abderrahim ELMOATAZ, Hubert CARDOT, Marinette REVENU. 33-45 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Nous proposons une méthode morphologique de segmentation d'images couleur de cytologie. Cette méthode est basée sur la ligne de partage des eaux utilisant une fonction de potentiel couleur combinant informations locale et globale. Cette méthode de segmentation utilise des informations a priori pour élaborer l'utilisation de la méthode. L'article s'articule autour de trois parties. Dans une première partie, nous rappellerons tout d'abord la structure d'une segmentation morphologique couleur. Dans une deuxième partie, nous exposerons notre méthode morphologique de segmentation couleur ainsi que sa méthodologie d'utilisation précisant tous les points importants et leur mise au point (choix de l'espace couleur, choix du gradient, etc.). Dans une dernière partie nous verrons une illustration de la méthode de segmentation sur des images de la cytologie des séreuses.

4. La trajectoire déformable : un modèle de variété active fondé sur le principe de Fermat Eric DELECHELLE, J. LEMOINE. 47-58 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Un modèle de contours déformables élaboré à partir du principe de Fermat est présenté. Le principe de moindre temps permet de définir la trajectoire d'un rayon lumineux dans un milieu d'indice de réfraction non homogène et s'exprime sous forme variationnelle. Pour les images, en assimilant les valeurs du gradient des niveaux de gris à cet indice de réfraction, on aboutit à un système d'équations définissant une variété active - la trajectoire déformable - pour la détection des contours sur les images. La résolution numérique du problème de minimisation qui en découle est fondée sur le principe de programmation dynamique qui permet d'obtenir des solutions stables et robustes. De nombreux exemples de détection sur images synthétiques et réelles illustrent la méthode proposée.

5. Segmentation hiérarchique floue T. GADI, R. BENSLIMANE. 59-67 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

On propose dans ce travail une nouvelle méthode de seuillage d'image qui se base sur la théorie des sous-ensembles flous. Ainsi l'appartenance des pixels au fond ou à l'objet n'est plus absolue mais graduelle. Pour calculer les degrés d'appartenance des pixels à la classe fond ou à la classe objet, une adaptation de la fonction S de Zadeh est proposée. La méthode de seuillage proposée est fondée sur une mise à jour hiérarchique des degrés d'appartenance de chaque pixel. Dans cette optique un opérateur d'agrégation est utilisé. Les résultats du seuillage d'images présentant des degrés de complexité différents sont comparés à ceux obtenus par des méthodes plus classiques.

6. Corrélation multiéchelle et interpolation de la trace warp dans le recalage temporel de signatures vibro-acoustiques Francois LEONARD. 69-85 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Les difficultés soulevées lors de la comparaison de signatures vibro-acoustiques d'équipements de commutation de haute puissance nous ont amené à développer un nouvel algorithme de recalage temporel. Cette comparaison de signatures est requise pour réaliser la surveillance de ces équipements. Or, ces signatures comportent une suite de transitoires générée par une séquence d'événements électromécaniques qui apparaissent avec une trame temporelle légèrement différente, d'une commutation à l'autre, selon, entre autres, la température et la charge. Cette distorsion temporelle génère une divergence significative entre les amplitudes instantanées des signatures. Le recalage temporel permet la juxtaposition des signatures en déplaçant les éléments de l'une des signatures afin qu'elle soit conforme à la trame temporelle de l'autre signature. De plus, la grandeur de la déviation temporelle, entre la dernière signature et une référence, a une utilité diagnostique. L'algorithme de recalage temporel proposé permet de trouver la relation temporelle entre les événements de deux signatures, même en présence de discontinuités de la trame temporelle. Or, nous démontrons que ces discontinuités ne sont pas traitées adéquatement par l'algorithme de recalage temporel DTW (Dynamic Time Warping) utilisé couramment dans le traitement de la parole. Nous expliquons donc le fonctionnement de ces deux algorithmes et nous présentons des résultats démontrant la plus grande acuité de la corrélation multiéchelle. C'est en partie l'interpolation de la trace warp qui permet d'atteindre cette acuité. Cette trace warp est une fonction décrivant la déviation temporelle entre signatures, rapportant même la présence d'inversions dans l'ordre d'apparition de transitoires.

Numéro 2

1. Reconstruction tomographique 3D d'une soudure circulaire à partir de projections partielles issues d'images radioscopiques tangentielles Joseph MOYSAN, Cécile GUEUDRE, Hervé MOULINEC. 113-123 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Le Contrôle Non Destructif fait partie intégrante des méthodes utilisées dans le domaine de la productique pour assurer la qualité de la fabrication d'une pièce puis son intégrité au cours de sa vie. L'étude porte sur une nouvelle méthode de contrôle en radioscopie X pour des pièces de révolution possédant une soudure circonférentielle. Nous présentons ici une démarche originale pour exploiter les images radioscopiques partielles de la pièce afin de reconstruire le volume de la soudure. La méthode exploite donc l'idée de la tomographie avec le problème de projections vides au centre. On pourra alors évaluer, en analysant la forme de cette soudure, la qualité du soudage. L'étude montre la faisabilité de cette nouvelle approche grâce à l'exploitation d'images simulées avec et sans bruit. Elle indique aussi les limites pour la détection des défauts de type cavité.

2. Reconstruction d'images astronomiques à partir de séquences à faible flux : étude pour des mouvements gaussiens Stéphanie CABANILLAS, Mireille GUILLAUME, Philippe REFREGIER. 125-138 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Nous avons récemment présenté [1] une méthode de reconstruction d'image spatiale dégradée par du flou de bougé à partir d'une séquence d'images acquises à très faible niveau de photons. L'estimation des déplacements du capteur permet de reconstruire une image nette après recalage. Cette méthode, optimale au sens du maximum de vraisemblance (MV), ne prenait pas en compte les connaissances a priori que l'on peut posséder sur les mouvements du capteur. Nous présentons ici les résultats obtenus en cherchant l'estimateur du maximum a posteriori (MAP) pour les translations des images de la séquence. Nous avons calculé cet estimateur dans deux situations concrètes, premièrement dans le cas où le mouvement est aléatoire de densité de probabilité gaussienne et non corrélé (d'une image à l'autre de la séquence), et deuxièmement dans le cas où le mouvement est aléatoire, de densité de probabilité gaussienne, et corrélé. Nous précisons dans cet article les conditions expérimentales pour lesquelles la nouvelle approche, qui repose sur l'estimateur du MAP, permet d'obtenir des résultats meilleurs que ceux acquis précedemment avec l'estimateur du MV. Nous présentons des résultats pour des déplacements du capteur de grande ampleur et pour trois images ayant des caractéristiques différentes: deux images du ciel à faible flux utile dont l'une des deux est pauvre en objets et une troisième image d'un groupe d'étoiles, avec des objets plus étalés et un flux utile plus important que dans les images précédentes.

3. Méthode d'évaluation univariante de la qualité des images. Application à des images comprimées selon la norme JPEG Mathieu JUNG, Dominique LEGER, Marc GAZALET. 139-152 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Cet article présente une méthode originale de détermination de la qualité d'une image en niveaux de gris. Un exemple d'application de la méthode sur des images comprimées selon la norme JPEG est présenté. Contrairement à la plupart des méthodes existantes, cette évaluation de qualité est univariante, c'est-à-dire ne nécessite aucune image de référence. La qualité est donnée sous la forme d'une note dont la progression est étalonnée selon l'utilisation qui doit être faite de l'image : visuelle, mathématique, informatique. Pour ce faire, un apprentissage est effectué à l'aide d'un réseau de neurones sur une base d'exemples connus faite d'images dont on a préalablement noté la qualité avec le modèle souhaité. Pour s'assurer de sa fiabilité, la méthode est comparée à des méthodes bivariantes classiques. Elle permet de retrouver avec une erreur inférieure à 7 % les résultats prévus par celles-ci.

4. Etude d'un modèle déformable de Fourier pour la segmentation et le suivi d'objets 2D et 3D Franck DUFRENOIS. 153-178 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Cet article présente une étude sur une technique de segmentation et d'analyse du mouvement qui combine le formalisme de la mécanique d'Euler-Lagrange et la représentation des formes par une décomposition sur une base de Fourier. Ce mode de représentation, par sa nature hiérarchique et paramétrique, a déjà suscité un large intérêt dans le domaine de la description des formes 2D et de la classification. Dans une première phase, nous proposons dans cet article, une extension en 3D du descripteur de Fourier elliptique utilisé pour les courbes fermées. Celui-ci décompose toute surface fermée 3D à topologie sphérique sur une base de fonctions ellipsoïdales. Dans une seconde phase, pour appréhender de façon unique le processus d'extraction et de suivi, nous intégrons les paramètres du modèle de Fourier dans un schéma déterministe d'évolution basé sur le principe de moindre action de Hamilton. La convergence du processus de déformation est également étudiée en fonction des paramètres intrinsèques du schéma. Nous montrons également que la nature hiérarchique du modèle fournit un cadre implicite pour décomposer et caractériser les principales composantes du mouvement. Enfin, nous présentons et discutons les résultats sur des données synthétiques et réelles. En particulier, ces résultats seront commentés en fonction du nombre d'harmoniques, de l'initialisation et du bruit. Les applications visées sont la segmentation et le suivi.

5. Détection et localisation de visages dans une scène: implantation parallèle sur un réseau de DSPs Fan YANG, Michel PAINDAVOINE. 179-188 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Cette étude a été menée dans le cadre de l'élaboration d'une chaîne de traitement automatique d'images de visages dont la première étape est de détecter et localiser des visages dans une image vidéo. Nous avons porté la Transformée de Hough Floue Généralisée (THFG) sur un réseau de DSP TMS320C40 à l'aide du logiciel SynDEx. L'article expose plusieurs schémas de parallélisation de cet algorithme. Nous montrons comment optimiser l'implantation parallèle, en prenant en compte l'algorithme, les contraintes temps réel et en minimisant les composants matériels avec la méthodologie A3 (Adéquation Algorithme Architecture). L'aspect de la granularité du parallélisme est aussi abordé lors de la spécification de l'algorithme.

6. Contribution des mesures d'information à la modélisation crédibiliste de connaissances E. LEFEVRE, O. COLOT, P. VANNOORENBERGHE, D. DE BRUCQ. 87-97 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Dans le cadre de la reconnaissance de formes, plusieurs méthodes de classification ont été développées. Plus récemment, des méthodes utilisant la théorie de Dempster-Shafer ont été mises au point afin de gérer les problèmes liés à la fusion d'informations imparfaites. Nous proposons ici une méthode de discrimination fondée sur l'utilisation de structures de croyance. L'une des principales difficultés de la théorie de l'évidence réside dans la modélisation des connaissances. Afin de pallier ce problème, plusieurs méthodes de modélisation des connaissances à l'aide de fonctions de croyance ont vu le jour, dont celle proposée par A. Appriou [1, 2]. Afin de respecter l'inférence bayésienne dans le cas de la connaissance parfaite des probabilités a priori, nous utilisons cette méthode pour initialiser nos fonctions de croyance. Notre contribution réside dans l'utilisation de coefficients de fiabilité attribués à chaque source d'information selon chaque hypothèse afin de modéliser le plus précisément possible l'information disponible. Ces coefficients sont définis par l'intermédiaire d'une mesure de ressemblance entre des approximations de lois de probabilités a priori inconnues. Celles-ci sont déterminées par des histogrammes construits à l'aide de critères d'information. Les structures de croyance issues des sources les moins fiables sont alors affaiblies. Ensuite, les informations sont fusionnées à l'aide de l'opérateur de combinaison de Dempster. Des résultats sur des données synthétiques sont proposés afin d'illustrer la méthode.

7. Estimation robuste 3D d'un champ de déformation pour le recalage non-linéaire inter-sujet d'images cérébrales Pierre HELLIER, Christian BARILLOT, Etienne MEMIN, Patrick PEREZ. 99-112 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Nous proposons dans cet article une méthode 3D d'estimation du flot optique conduisant à un recalage non-rigide monomodalité de volumes cérébraux. La formulation énergétique du problème est enrichie par l'utilisation d'estimateurs robustes. De plus un schéma d'optimisation efficace, multirésolution et multigrille, est proposé afin d'accélérer la recherche et d'améliorer la qualité de l'estimation. Une segmentation anatomique du cortex est introduite dans le partitionnement adaptatif sur lequel repose la minimisation multigrille, afin de limiter l'estimation à un support cohérent, d'accélérer l'algorithme et de raffiner l'estimation dans les zones importantes. Les apports de cette méthode sont démontrés sur des données réelles et ses performances sont quantitativement évaluées sur des données simulées.

Numéro 3-NS

1. "Véhicule intelligent" M. ROMBAUT. 193 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

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2. Localisation absolue par le capteur omnidirectionnel SYCLOP Bruno MARHIC, El Mustapha MOUADDIB, David FOFI, Eric BRASSART. 195-206 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Nous présentons, dans cet article, un algorithme de localisation absolue pour des robots mobiles évoluant en milieu intérieur structuré. Son intérêt réside dans la capacité à initialiser la position du robot sans connaissance préalable de sa position. Pour cela, le robot dispose d'un modèle 2D de l'environnement et de mesures goniométriques d'amers naturels, obtenues à l'aide du capteur visuel omnidirectionnel SYCLOP. Les amers correspondent à certains éléments verticaux de l'environnement. La mise en correspondance des données est basée sur l'utilisation d'un invariant géométrique : le birapport. Cette approche nécessite d'avoir recours à des modèles dans l'environnement et permet de réduire notablement la combinatoire, ce qui rend son utilisation réaliste dans le contexte de la robotique mobile. La validité de la méthode de localisation est illustrée par des résultats expérimentaux calculés à l'aide d'images réelles issues de plusieurs trajectoires effectuées par un robot mobile.

3. Localisation et suivi robustes d'un robot mobile grâce à l'analyse par intervalles Michel KIEFFER, Luc JAULIN, Eric WALTER, Dominique MEIZEL. 207-219 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Cet article présente une solution originale au problème de localisation et de suivi d'un robot mobile à partir de données télémétriques fournies par des capteurs à ultrasons. Le problème est traité dans un contexte d'erreurs de mesure et d'incertitudes sur l'état bornées. Grâce à une technique d'estimation de paramètres et d'état utilisant l'analyse par intervalles, les mesures provenant des capteurs à ultrasons sont fusionnées en tenant compte de la présence inévitable de nombreuses données aberrantes. Un ensemble contenant la configuration (position et orientation) du robot est fourni à chaque instant. Un exemple simulé réaliste est présenté en détail pour illustrer les propriétés de la technique.

4. Le projet VAHM (Véhicule Autonome pour Handicapés Moteur): la localisation Odile HORN, Alain COURCELLE, Michel KREUTNER. 221-232 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Ce papier décrit le mode de localisation d'un fauteuil électrique autonome développé dans le cadre du projet VAHM (Véhicule Autonome pour Handicapés Moteur). Ce projet vise à décharger les personnes lourdement handicapées des contraintes de conduite du fauteuil en leur donnant des possibilités de déplacement autonomes. L'autonomie du fauteuil requiert la mise en oeuvre d'une procédure de localisation qui utilise les capteurs ultrasons et qui est séparée en deux fonctions selon l'état du fauteuil : à l'arrêt ou en mouvement. A l'arrêt, la position est recherchée par association de grilles d'occupation ; la grille globale décrit l'environnement et la grille locale représente l'espace libre perçu par les capteurs ultrasons autour du fauteuil. En cours de mouvement, les mesures ultrasonores sont utilisées pour un ajustement de la position odométrique. Les essais réalisés en conditions réelles montrent que les deux procédures sont appropriées pour notre application ; mais la précision sur l'orientation est insuffisante dans la localisation dynamique, nous décrivons alors la procédure, utilisant la vision, développée pour améliorer cette précision.

5. Détection de route et suivi de véhicules par vision pour l'ACC R. AUFRERE, F. MARMOITON, R. CHAPUIS, F. COLLANGE, J. P. DERUTIN. 233-248 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Cet article présente, dans un premier temps, un procédé permettant de détecter la voie de circulation d'un véhicule par vision monoculaire embarquée. Ce processus de détection est basé sur une mise à jour récursive d'un modèle statistique de la voie obtenu par une phase d'apprentissage. Après avoir localisé la voie, un algorithme de reconstruction détermine la position du véhicule dans sa voie de circulation et le profil 3D de la route. Par la suite, nous nous intéressons à la détection, la localisation et surtout le suivi des véhicules situés à l'avant et équipés de marques visuelles afin de déterminer avec précision la position et la vitesse relative de ces véhicules. La combinaison de ces différentes informations permet de déterminer le véhicule le plus dangereux. La description détaillée de chacune des étapes de notre algorithme est suivie d'exemples significatifs.

6. Fusion d'informations incertaines : application d'aide au guidage d'engins agricoles Thierry CHATEAU, Laurent TRASSOUDAINE, Francois COLLANGE, Christophe DEBAIN, Pierre BONTON. 249-262 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Cet article concerne une application d'aide au guidage d'une moissonneuse batteuse par fusion de capteurs. L'utilisation d'une caméra et d'un télémètre laser fournit des mesures indépendantes et redondantes. La formalisation d'un problème de fusion d'attributs issus du traitement d'images est présentée et trois modèles sont proposés (modèle probabiliste, modèle possibiliste et modèle basé sur la théorie de l'évidence). La prise en compte de la fiabilité associée aux mesures capteurs est utilisée dans la mise en oeuvre d'un module de raisonnement flou afin de décider si la connaissance que l'on a de la scène permet de commander le véhicule ou s'il faut rendre la main au conducteur.

Numéro 4

1. Spectogramme de phase et spectogramme de fréquence Francois LEONARD. 269-286 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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La Transformée de Fourier à Court Terme (TFCT) livre une fonction de distribution complexe qui ne peut être directement illustrée dans le plan temps-fréquence. Jusqu'à présent, le résultat du calcul de la TFCT était présenté sous la forme d'un spectrogramme de puissance où l'on n'exploite que la valeur d'amplitude de la TFCT. Le problème est que l'information de phase y est partiellement présente et n'y est pas distinctement affichée. Nous nous coupons ainsi d'une source d'information importante. Entre autres, le spectrogramme de puissance ne permet pas de caractériser des signaux harmoniques modulés en phase ou faiblement modulés en fréquence. Nous présentons ici différents moyens de présenter et de mettre en valeur l'information provenant de la phase de la TFCT. Ces moyens, nous les appellerons spectrogramme de phase et spectrogramme de fréquence, par opposition à spectrogramme d'amplitude ou de puissance. Des simulations numériques, ainsi que des exemples tirés de mesures de vibrations mécaniques, démontrent l'utilité et l'acuité de ces nouveaux outils. Ces algorithmes sont disponibles sur le site ftp.ireq.ca/pub/fleonard/.

2. Graphes de représentation minimaux, entropies et divergences : applications Olivier J. J. MICHEL, Alfred O. HERO, Patrick FLANDRIN. 287-297 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Il a été récemment établi que la longueur d'un graphe de représentation minimal (Minimal Spanning Tree, MST) construit sur un ensemble de réalisations d'un processus aléatoire permet d'estimer l'entropie de ce dernier, dans un contexte non paramétrique. Dans cette étude, après avoir rappelé les principales définitions et propriétés des MST, nous en illustrons l'intérêt à travers leur mise en oeuvre dans le cadre de problèmes de débruitage, de séparation de mélange statistique ou de détection de trajectoire dans le plan temps-fréquence, pour l'analyse de signaux non stationnaires.

3. Un nouvel opérateur de fusion adaptatif Francois DELMOTTE. 299-311 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

La théorie des possibilités permet de représenter et de manipuler les informations incertaines et imprécises. Une de ses importantes caractéristiques est de pouvoir fusionner des informations de différentes origines afin de pouvoir définir une information globale de meilleure qualité. Différents opérateurs ont été définis dans la littérature, chacun avec ses avantages et ses défauts. Cependant habituellement ces opérateurs traitent mal les données conflictuelles. Ce papier présente la construction d'un nouvel opérateur qui utilise des informations contextuelles pour assurer la fusion. La version définitive présentée dans cet article est beaucoup plus robuste en cas de données conflictuelles. Des simulations en montrent tout l'intérêt.

4. Déroulement de phase : application à la correction de distorsions géométriques en IRM M. DESVIGNES, S. LANGLOIS, J. M. CONSTANS, M. REVENU. 313-324 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Les images du corps humain acquises par résonance magnétique sont une des modalités les plus utilisées à des fins cliniques depuis une quinzaine d'années. Elles souffrent cependant de distorsions géométriques importantes sous forme de décalages de pixels et de variations d'intensité. Ces distorsions doivent être corrigées pour utiliser ces imagés dans des applications de neuro-navigation ou de neuro-chirurgie stéréotaxiques. Une des solutions pour la correction exploite les images de phase issues de l'imageur. Cependant, comme en Interférométrie Radar à Ouverture Synthétique (ISAR), cette phase est codée modulo 2 π. Le déroulement de phase a pour objectif de retrouver la phase réelle du signal. Après un rapide bilan des outils existants, principalement dans le domaine ISAR, nous proposons dans cet article un algorithme de déroulement de phase original, rapide, robuste au bruit et qui prend en compte les discontinuités réelles de l'objet imagé. Il est basé sur la notion de région homogène du point de vue des sauts de phase et ne nécessite pas la détermination de paramètres. Les tests sur des fantômes bruités démontrent la bonne robustesse au bruit. Cet algorithme est ensuite utilisé pour la correction d'images IRM et illustre le bon déroulement de la phase.

5. Recalage de séquences spatiales d'images en vue d'une évaluation dimensionnelle de surfaces libres Ch. SCHOENENBERGER, P. GRAEBLING, E. HIRSCH. 325-339 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Cette contribution décrit une méthode itérative de recalage de séquences spatiales d'images en vue d'une mesure 3D précise et d'une reconstruction de surfaces gauches quelconques. Chaque image est représentée par une collection de points 3D caractérisant la surface à analyser, obtenue par une technique de projection de lumière structurée. La nouveauté de notre méthode de recalage réside dans l'interpolation des surfaces imagées pour l'étape d'appariement et dans la détermination automatique de la zone de recouvrement entre deux images consécutives de la séquence. L'utilisation d'un critère statistique permet d'éliminer les appariements de mauvaise qualité. Le déplacement effectif est calculé par une technique de moindres carrés reposant sur les quaternions unitaires en connaissant a priori et approximativement le déplacement entre deux positions du système de prise de vues. Le traitement de la séquence complète permet d'exprimer les points de toutes les images dans un même référentiel. Des résultats expérimentaux sur des données synthétiques et réelles montrent que cette méthode de recalage est robuste et précise.

6. Optimisation entropique des systèmes de détection distribuée parallèle Denis POMORSKI, Christophe DESROUSSEAUX. 341-353 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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L'optimisation d'un système de détection distribuée parallèle comprenant N capteurs aboutit toujours à un système de 2N + N équations non linéaires couplées, qui n'est résolu pour l'instant que pour des cas particuliers (en supposant par exemple l'indépendance des observations locales) et pour des systèmes comportant peu de capteurs. Le nombre d'équations à résoudre simultanément augmente très rapidement avec le nombre de capteurs. Les calculs nécessaires à la résolution de ces équations deviennent alors très vite inextricables. Dans cette contribution, une procédure de sélection de capteurs pertinents pour le processus de décision basée sur l'utilisation de l'entropie conditionnelle de Shannon est développée. Puis, ces systèmes sont optimisés via une méthode entropique. Celle-ci détermine les seuils locaux et construit un arbre de décision (qui représente l'opérateur de fusion) permettant de minimiser la probabilité d'erreur de décision. Les intérêts de cette approche sont de pallier le problème du choix de l'opérateur de fusion, d'être très simple à implémenter, et d'être très peu coûteuse en termes de calculs. Les performances des systèmes distribués parallèles étant moins bonnes que celles des systèmes centralisés, les techniques d'optimisation précédentes seront étendues au problème de la quantification répartie afin d'obtenir un compromis entre la quantité d'information à envoyer à l'opérateur de fusion et les performances souhaitées du système de décision.

Numéro 5-6

1. Calcul des variations et analyse spectrale : équations de Fourier et de Burgers pour modèles autorégréssifs régularisés Frédéric BARBARESCO. 355-402 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Nous proposons une reformalisation de l'analyse spectrale autorégressive régularisée dans le cadre de l'approche variationnelle en considérant le polynôme autorégressif comme une transformation du cercle complexe unité en une courbe paramétrique fermée et orientée dans le plan complexe (théorie globale des courbes planes fermées : classe d'équivalences d'immersions du cercle complexe unité dans le plan Euclidien). Nous montrons que l'Equation d'Euler-Lagrange associée nous ramène à la solution par moindres carrés régularisés classique. Nous posons ensuite le problème sous une forme géométrique intrinsèque pour laquelle la solution est définie comme une géodésique minimale particulière dont la métrique dépend explicitement du terme d'adéquation aux données. Le calcul des variations alors, en redéfinissant la notion de courbure d'une fonction complexe, une équation aux dérivées partielles (EDP) de type « flot de courbure moyenne ». La discrétisation du problème via la transformée en Z aboutit à une EDP agissant sur le vecteur des paramètres autorégressifs. Cette seconde approche permet de s'affranchir de l'optimisation de l'hyperparamètre de régularisation intervenant dans l'approche de Tikhonov classique, en stoppant l'EDP dès que sa vitesse d'évolution est ralentie. Le second avantage réside dans la formalisation EDP qui permet naturellement l'estimation continue, en ligne, du spectre au rythme du flot des données. L'extension de cette formalisation au Cepstre, dont la distance induite ainsi que celle du retard de groupe sont très utilisées en signal, fait apparaître le cepstre différentiel comme la transformation de Hopf-Cole du polynôme autorégressif et induit donc une évolution associée selon l'équation de Burgers conditionnellement aux données. Nous concluons en utilisant l'interprétation de l'intégration complexe par Polya en terme de flux et de travail d'un champ de vecteurs pour montrer que la régularisation tend à rendre non-divergent et irrotationnel le champ de vecteurs autorégressifs conjugués sur le cercle complexe unité.

2. Moments spectraux du spectre de Wigner-Ville. Relation avec le Cepstre différentiel moyen et application aux signaux vibratoires de machines tournantes J. ANTONI, J. DANIERE, F. GUILLET. 403-420 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Le but de cet article est de présenter de nouvelles méthodes pour l'analyse vibratoire des machines tournantes et alternatives qui tirent parti de la cyclostationnarité des processus analysés. Nous concentrons plus particulièrement notre approche sur le rôle central joué par les moments spectraux et les cumulants spectraux du spectre de Wigner-Ville. Exprimés par rapport à la variable angulaire du cycle machine, ceux-ci fournissent une alternative à l'analyse temps-fréquence pour caractériser très finement les transitoires. Exprimés par rapport à la variable fréquentielle, ils conduisent à la définition du cepstre différentiel moyen qui apporte une contribution intéressante au problème inverse qui consiste à reconstruire une force excitatrice en aveugle. Nous présentons plusieurs applications pour illustrer l'apport des méthodes à la détection des défauts et au diagnostic des machines.

3. Localisation de sources non circulaires à l'aide d'un réseau non calibré Pascal CHARGE, Yide WANG, Joseph SAILLARD. 421-432 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

Résumé

Cet article présente un algorithme d'autocalibration d'une antenne multicapteur. Cet algorithme permet d'estimer le gain et la phase des capteurs, dont la connaissance précise est nécessaire pour localiser les sources en présence. L'originalité de notre approche réside dans la prise en compte de la non circularité des sources. L'exploitation de cette caractéristique permet d'augmenter la dimension de l'espace des observations, et de localiser des sources en nombre supérieur à celui des capteurs. Des simulations montrent que la performance de cet algorithme en terme de rapidité de convergence et de précision des estimations est satisfaisante.

4. Un algorithme efficace pour la localisation de sources non circulaires P. CHARGE, Y. WANG, J. SAILLARD. 433-440 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Nous présentons une méthode d'estimation de la direction d'arrivée de signaux non circulaires par un réseau d'antennes. La caractéristique de non circularité est ici exploitée afin d'accroître la performance d'estimation. Basée sur l'algorithme Root-MUSIC (par résolution d'un polynôme), la méthode proposée est limitée aux réseaux d'antennes linéaires uniformes. En revanche, elle permet de réduire considérablement le temps de calcul et d'augmenter le pouvoir de résolution par rapport aux méthodes qui nécessitent une recherche sur l'étendue de l'espace des paramètres (MUSIC et NC-MUSIC). La supériorité de l'algorithme proposé est montrée par des simulations comparant sa performance d'estimation à celle d'algorithmes connus.

5. Prédiction en ligne par apprentissage et exploitation des caractéristiques géométriques des signaux Stéphane LEPERE, Xianyi ZENG, Christian VASSEUR. 441-449 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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En commande des systèmes, l'anticipation pure apparaît comme la meilleure solution mathématique au problème de l'asservissement des sorties aux consignes, que celles-ci soient connues a priori (cas des systèmes de régulation] ou pas (cas des systèmes de poursuite de trajectoire). D'un point de vue formel, cela est obtenu en mettant le système à asservir en cascade avec son système inverse. Cette solution n'est toutefois pas réalisable physiquement, car le modèle du système n'est que rarement complet. De plus, le système inverse est souvent instable. Enfin, les perturbations observées, soit en sortie, soit en entrée, rendent difficile l'accès à une solution satisfaisante. Dernier aspect : pour être exploitable, l'anticipation doit se faire en temps réel. La méthode présentée ici tente d'apporter une solution rapide et robuste au problème de prédiction. Elle utilise à la fois les propriétés géométriques du signal à prédire à l'instant considéré (procédure locale), ainsi qu'une base d'apprentissage constituée d'observations passées (procédure globale). Les performances du prédicteur sont évaluées par quelques exemples significatifs et comparées aux performances d'autres prédicteurs.

6. Un opérateur newtonien pour le rehaussement de contraste R. OUREMCHI, R. BENSLIMANE, T. GADI. 451-462 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Nous proposons dans ce travail une méthode locale d'amélioration de contraste. Cette méthode peut être cataloguée dans la famille des filtres par convolution, dont la singularité réside dans le choix des coefficients du masque de convolution qui ne sont pas fixés à l'avance mais déterminés de façon adaptative. L'originalité de ce modèle est basée sur l'application du principe fondamental de la dynamique. La distribution des niveaux de gris des pixels appartenant à une fenêtre d'observation centrée autour d'un pixel à traiter subit une pondération en l/r 2 inspiré du modèle newtonien. La distance r représente une distance hybride faisant intervenir à la fois l'information spatiale et l'information luminance. Les résultats de l'application de cette méthode sont montrés sur des images à niveaux de gris à complexités différentes, puis comparés à ceux donnés par des méthodes plus classiques.

7. Analyse de scènes dynamiques complexes par la méthode du plongement fractal P. GUILLEMANT, J. VICENTE. 463-477 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Nous présentons une nouvelle méthode d'analyse de séquences d'images adaptée à l'extraction automatique en temps réel de mouvements localisés dans des scènes naturelles. Nous montrons comment extraire ces mouvements sous la forme de voisinages de points formés dans un espace de très grande dimension par le plongement temporel des variations de niveaux de gris des pixels d'une même enveloppe. Nous présentons tout d'abord notre méthode d'extraction rapide des voisinages dans cet espace multidimensionnel. Ses étapes principales sont l'indexation et le chaînage des points : l'indexation des points se fait selon une courbe fractale qui remplit l'espace, et le chaînage des points indexés permet un accès immédiat aux points voisins. Nous validons ensuite la méthode dans le cas du plongement temporel d'enveloppes de pixels rendus dynamiques par la présence de fumée. L'application est un détecteur des feux de forêts capable de faire la distinction entre des enveloppes causées par une source de fumée ou par tout autre phénomène dynamique pouvant apparaître localement dans un paysage. On exploite les propriétés caractéristiques des mouvements fugitifs et diversifiés qui sont causés par les bouffées de fumée, même à l'intérieur de petites enveloppes de pixels. Nous généralisons ensuite les perspectives d'utilisation de la méthode du plongement fractal en envisageant d'autres types d'applications par l'extraction de caractéristiques autres que des mouvements.

8. Système polarimétrique pour l'analyse d'images P. TERRIER, V. DEVLAMINCK. 479-490 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Nous présentons une méthode permettant de caractériser complètement, par caméra, l'état de polarisation de n'importe quelle onde lumineuse. La caractérisation de l'onde et son interaction avec les différents éléments optiques constituant le dispositif de mesure sont représentés par le formalisme de Stokes-Mueller. Nous nous intéressons principalement à la détermination de l'état de polarisation d'une onde lumineuse réfléchie sur un objet dans le but d'obtenir un certain nombre d'informations sur ce dernier. Ainsi, nous montrons que notre dispositif de mesure peut servir à classifier des matériaux en fonction de leur nature diélectrique ou métallique. Nous appliquons également notre méthode à la classification des facettes de l'objet observé suivant leur orientation géométrique. Enfin, nous nous intéressons au problème de la suppression, dans certaines images, des zones de saturations correspondant à un éblouissement dû à une forte concentration d'énergie. L'avantage de la méthode que nous présentons est qu'elle permet de séparer les composantes polarisées et non polarisées de l'onde réfléchie. Le système proposé permet donc d'éviter une perte du contenu informationnel sur la scène observée et par conséquent diminue le risque d'ambiguité dans l'interprétation de ces informations.

9. Réduction du nombre de canaux des images multispectrales par approche connexionniste M. JANATI IDRISSI, A. SBIHI, R. TOUAHNI, A. ROUKHE, A. AÏT FORA. 491-500 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Ce papier présente une nouvelle technique de réduction du nombre de canaux spectraux pour aider à la classification des images multispectrales en mode d'occupation du sol. Cette technique, basée sur des réseaux de neurones multicouches, propose une règle d'apprentissage de ces réseaux qui adapte le gradient conjugué à la méthode de rétropropagation; permettant ainsi une convergence rapide au réseau. Les résultats de classification sont évalués sur une fenêtre d'image Landsat-TM de 512*512 pixels, relative à la région de Kénitra (Maroc), et comparés à ceux obtenus par les méthodes classiques.

10. Modélisation et suivi par modèle d'état harmonique du mouvement ventriculaire gauche du coeur en Imagerie par Résonance Magnétique M. OUMSIS, A. D. SDIGUI, B. NEYRAN, I. E. MAGNIN. 501-516 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Dans cet article, nous proposons une nouvelle méthode de modélisation du mouvement ventriculaire gauche du coeur à partir d'une séquence d'images acquises en imagerie par résonance magnétique (IRM). Nous proposons de modéliser la trajectoire spatio-temporelle des points appartenant au contour endocardique (respectivement épicardique) du ventricule gauche (VG) à l'aide d'un modèle de mouvement harmonique, linéaire, capable de décrire la dynamique du VG sur l'ensemble du cycle cardiaque. Ce modèle s'appuie sur l'hypothèse de quasi-périodicité du rythme cardiaque. Il utilise un filtre de Kalman comme outil d'estimation. Après une analyse commentée des travaux récents dans le domaine, nous détaillons les différentes étapes de la méthode. L'obtention des trajectoires spatio-temporelles des points de contours est décrite. Nous présentons le vecteur d'état canonique retenu et les équations d'état correspondantes, suivies de l'estimation des paramètres du mouvement par filtrage de Kalman. Nous proposons deux méthodes de calcul du modèle d'état harmonique, l'une directe qui fournit une solution pour un ordre fixé du modèle harmonique, l'autre récursive qui permet le passage progressif d'un ordre n à l'ordre n + 1 du modèle. Ce modèle est validé sur des données simulées par comparaison directe avec l'approche classique utilisant la décomposition de Fourier. On montre qu'il est nettement plus robuste en présence du bruit sur les trajectoires étudiées. Les résultats obtenus sur des séquences d'images cardiaques réelles sont particulièrement intéressants car ils permettent déjà d'identifier sans ambiguïté les cas normaux des cas pathologiques.

11. Modélisation et segmentation d'images échographiques endovasculaires Frédéric GUERAULT, Philippe DELACHARTRE, Gérard FINET, Isabelle E. MAGNIN. 517-529 Accès libre Résumé Télécharger l'article au format pdf Exporter la citation au format bibTeX

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Nous présentons un nouvel algorithme pour la segmentation d'images échographiques endovasculaires. Le modèle introduit pour décrire la section endoluminale de l'artère prend en compte l'aspect granulaire des textures et l'ensemble des déformations géométriques inhérentes aux images échographiques endovasculaires. L'algorithme de segmentation est développé dans le cadre général de la théorie statistique de l'estimation. Il est adapté au modèle d'image et permet de déterminer sur les images échographiques endovasculaires les différents contours concentriques de la section artérielle. Le modèle utilisé permet de restreindre fortement le domaine des solutions admissibles, ce qui permet d'obtenir un algorithme performant et fiable. Nous illustrons les performances de cet algorithme sur des images synthétiques et sur des images ultrasonores endovasculaires réelles acquises chez l'homme.