I&M : Images et Modèles

Mots clés

Analyse d’image, imagerie médicale, vision, télésurveillance, photogrammétrie, classification, apprentissage, reconnaissance des formes, aide à la décision, optimisation, simulation

 

Responsable
Pierre DRAP

 
Membres

ABELE Raphael  Doctorant
BELLEMARE Marc-Emmanuel  Enseignant-Chercheur / Chercheur
BOHI Amine  Post-Docs / ATER / Ingenieurs
BOI Jean-Marc  Enseignant-Chercheur / Chercheur
BOUJOU Moncef  Doctorant
BULOT Remy  Enseignant-Chercheur / Chercheur
CHEMISKY Bertrand  Doctorant
CHERIF Rim  Doctorant
DAMOISEAUX Jean-luc  Enseignant-Chercheur / Chercheur
DRAP Pierre  Enseignant-Chercheur / Chercheur
DUBUISSON Severine  Enseignant-Chercheur / Chercheur
FERJANI Salma  Doctorant
FOAHOM GOUABOU Arthur Cartel  Doctorant
IGUERNAISSI Rabah  Enseignant-Chercheur / Chercheur
JULIA Adrien  Doctorant
MERAD Djamal  Enseignant-Chercheur / Chercheur
MONNIER Jilliana  Doctorant
MOUDAFI Abdellatif  Enseignant-Chercheur / Chercheur
NOCERINO Erica  Post-Docs / ATER / Ingenieurs
OGIER Augustin  
TRIGUI Rania  

Objectif scientifique

L’équipe Images & Modèles du LSIS est une équipe d’analyse d’images dont les activités ont pour objectif, à partir de données images, l’extraction de connaissances et l’aide à la décision. Ces activités sont donc tournées vers :

  • l’aide au diagnostic
  • la planification préopératoire
  • l’analyse comportementale
  • la morphométrie
  • les sytèmes d’information

Les champs méthodologiques abordés pour réaliser ces objectifs sont :

  • la vision par ordinateur et les techniques de photogrammétrie.
  • la reconnaissance des formes (pattern recognition), s’appuyant sur l’extraction de descripteurs locaux et globaux et l’utilisation de technique de partitionnement (clustering) et d’apprentissage.
  • l’analyse de formes géométriques 3D, en particulier en termes de description et caractérisation, représentation, métriques et similarités, paramétrisation, et recalage de surfaces.

Enfin, les techniques et outils utilisés peuvent être catégorisées en :

  • techniques bas-niveau telles que le filtrage, la segmentation, le recalage.
  • le traitement de données structurées en graphes : matching de graphes, traitement de données définies sur des maillages.
  • la classification, au sens large.

Activité de recherche

Dans le cadre présenté ci-dessus, chaque activité de recherche est défini autour d’applications pérennes sur lesquelless nous travaillons depuis plusieurs années, et pour lequelles nous prenons en charge toute la chaine de traitement depuis les donneés et leur traitement bas niveau jusqu’à la production de modèles. Ces applications sont :

 

La photogrammétrie avec annotations

La photogrammétrie avec annotations est principalement appliquée à l’archéologie en milieu non contrôlé, voire hostile (sous-marine, …). L’objectif est de fournir aux scientifiques des méthodes et des outils pratiques pour la reconstruction et l’exploration virtuelle de sites archéologiques. Pour cela, les application développées font appel à des techniques issues de domaines variées comme le recalage d’images, la reconstruction de modèles géométriques 3D, l’intelligence artificielle ou les systèmes d’information.

 

L’analyse du comportement des consommateurs

Les études marketing menées à l’heure actuelle nécessitent obligatoirement l’acceptation et la participation active du client, induisant inévitablement un biais dans son comportement et ses réactions. Ce projet propose des outils temps réel et non-invasifs, capables de détecter des comportements significatifs d’actes d’achat (trajectoire des clients, suivi du regard, préhension d’objets…), de modéliser et d’analyser des processus décisionnels d’achat dans une grande surface sans interaction avec le consommateur. Les méthodes développées dans le cadre de cette activité mêlent à la fois des techniques de vision par ordinateur (analyse de scènes, suivi multi-caméra, comptage de personnes) et de classification.

 

Le diagnostic de mélanome en dermatologie

Situés dans le champ applicatif de l’imagerie dermatologique, ces travaux ont pour objectif d’effectuer le diagnostic automatique des mélanomes, à partir de l’analyse de photographies numériques de naevi, prises dans des conditions peu standardisées. Les débouchés cliniques sont importants et ces travaux sont effectués en collaboration avec de nombreux dermatologues. Les méthodes proposées dans le cadre de cette activité rentrent dans le cadre de la classification (apprentissage, clustering supervisé).

 

La simulation et la modélisation de la dynamique des organes pelviens en imagerie médicale.

Ces travaux ont pour objectif de déterminer des modèles géométriques et physiques réalistes des principaux organes pelviens chez la femme à partir de séquences anatomiques IRM. Mettant en euvre des techniques de modélisation géométrique et d’analyse de formes 3D (métriques dans des espaces de formes et comparaison de formes), les lois de comportements régissant les principaux organes de la région du petit bassin sont estimées.

Les applications cliniques de ces travaux concernent essentiellement les prolapsus pelviens, et débouchent sur l’amélioration de la compréhension de la physiopathologie, avec une contribution au développement d’un simulateur spécifique au patient.

 

L’imagerie cérebrale pour les neurosciences.

Le groupe MeCA Methods and Computational Anatomy : http://www.meca-brain.org

MeCA est un groupe de recherche interdisciplinaire créé par l’Institut de Neurosciences de La Timoneet le Laboratoire des Sciences de l’Information et des Systèmes, associant leurs compétences en neurosciences fondamentales et cliniques et en traitement de données afin de mieux comprendre l’organisation et le fonctionnement du cerveau normal et pathologique. Plus précisément l’objet d’intérêt est essentiellement le cortex cérébral et l’instrument d’observation est l’imagerie par résonance magnétique. Le Groupe de recherche est physiquement installé sur le site de La Timone. Les objectifs de MeCA sont à la fois scientifiques et méthodologiques.

D’un point de vue méthodologique l’objectif est de proposer des méthodes et logiciels associés permettant d’aborder les problèmes concrets que sont la mise en correspondance inter-sujets, problème central en neuroimagerie pour des études de population, et la morphométrie corticale pour la recherche de biomarqueurs associés à des pathologies développementales ou des spécificités fonctionnelles.



D’un point de vue scientifique, les problèmes abordés sont multiples :

  • Modéliser l’organisation et la variabilité du cortex cérébral et valider ces modèles en les intégrant dans un outil méthodologique permettant de répondre à la question de la mise en correspondance inter-sujets.
  • Etudier la corrélation entre la macro-anatomie corticale observable en IRM et l’organisation fonctionnelle, voire architecturale, sous-jacente.
  • Proposer des modèles du développement cortical normal et pathologique, du stade fœtal au jeune adulte, et valider ces modèles sur des données réelles.

 

Publications récentes de l’équipe



19 documents

Article dans une revue

  • Etienne Fortanier, Augustin C. Ogier, Emilien Delmont, Marie‐noëlle Lefebvre, Patrick Viout, et al.. Quantitative assessment of sciatic nerve changes in CMT1A patients using magnetic resonance neurography. European Journal of Neurology, Wiley, 2020, 27 (8), pp.1382-1389. ⟨10.1111/ene.14303⟩. ⟨hal-02617417⟩
  • Joachim Bas, Augustin C. Ogier, Arnaud Le Troter, Emilien Delmont, Benjamin Leporq, et al.. Fat fraction distribution in lower limb muscles of patients with CMT1A. Neurology, American Academy of Neurology, 2020, 94 (14), pp.e1480-e1487. ⟨10.1212/WNL.0000000000009013⟩. ⟨hal-02473561⟩
  • Laura Secondulfo, Augustin C. Ogier, Jithsa Monte, Vincent Aengevaeren, David Bendahan, et al.. Supervised segmentation framework for evaluation of diffusion tensor imaging indices in skeletal muscle. NMR in Biomedicine, Wiley, In press, ⟨10.1002/nbm.4406⟩. ⟨hal-02957980⟩
  • Charlotte Gineste, Augustin C. Ogier, Isabelle Varlet, Zaynab Hourani, Monique Bernard, et al.. In vivo characterization of skeletal muscle function in nebulin‐deficient mice. Muscle & nerve. Supplement., 2019, ⟨10.1002/mus.26798⟩. ⟨hal-02434597⟩
  • Alexandre Fouré, Augustin C. Ogier, Maxime Guye, Julien Gondin, David Bendahan. Muscle alterations induced by electrostimulation are lower at short quadriceps femoris length. European Journal of Applied Physiology, Springer Verlag, 2019, ⟨10.1007/s00421-019-04277-5⟩. ⟨hal-02426083⟩
  • Augustin C. Ogier, Linda Heskamp, Constance Michel, Alexandre Fouré, Marc-Emmanuel Bellemare, et al.. A novel segmentation framework dedicated to the follow‐up of fat infiltration in individual muscles of patients with neuromuscular disorders. Magnetic Resonance in Medicine, Wiley, 2019, 83 (5), pp.1825-1836. ⟨10.1002/mrm.28030⟩. ⟨hal-02362978⟩
  • Alexandre Foure, Arnaud Troter, Augustin C. Ogier, Maxime Guye, Julien Gondin, et al.. Spatial difference can occur between activated and damaged muscle areas following electrically‐induced isometric contractions. The Journal of Physiology, Wiley, 2019, 597 (16), pp.4227-4236. ⟨10.1113/JP278205⟩. ⟨hal-02438449⟩
  • Alexandre Fouré, Lauriane Pini, Stanislas Rappacchi, Augustin C. Ogier, Jean-Camille Mattei, et al.. Ultrahigh-Field Multimodal MRI Assessment of Muscle Damage. Journal of Magnetic Resonance Imaging, Wiley-Blackwell, 2019, 49 (3), pp.904-906. ⟨10.1002/jmri.26222⟩. ⟨hal-02459104⟩
  • Abdellatif Moudafi. From Implicit Convex Feasibility to Convex Minimization. Transactions on Mathematical Programming and Applications, 2016, 5 (2017) (1), pp.60-80. ⟨hal-01479330⟩
  • Abdellatif Moudafi. Critical point concepts: a fixed-point approach. Communications on applied nonlinear analysis, 2016. ⟨hal-01479327⟩

Communication dans un congrès

  • Karim Makki, Amine Bohi, Augustin C. Ogier, Marc-Emmanuel Bellemare. A new geodesic-based feature for characterization of 3D shapes: application to soft tissue organ temporal deformations. 25th International Conference on Pattern Recognition (ICPR2020), Jan 2021, Milan, Italy. ⟨hal-02880284⟩
  • Augustin C. Ogier, Stanislas Rapacchi, Arnaud Le Troter, Marc-Emmanuel Bellemare. 3D Dynamic MRI for Pelvis Observation - a First Step. The 16th IEEE International Symposium on Biomedical Imaging (ISBI), Apr 2019, Venice, Italy. pp.1801-1804, ⟨10.1109/ISBI.2019.8759589⟩. ⟨hal-02195177⟩

Poster

  • Linda Heskamp, Augustin C. Ogier, David Bendahan, Arend Heerschap. Muscular fat infiltration in FSHD starts with a ‘‘fat burst’’ near the distal tendon and advances towards the proximal tendon. The 37th Annual Scientific Meeting of European Society for Magnetic Resonance in Medicine and Biology (ESMRMB), Sep 2020, Online, Austria. ⟨hal-02958319⟩
  • Linda Heskamp, Augustin C. Ogier, David Bendahan, Arend Heerschap. Muscular fat infiltration in FSHD starts with a “fat burst” near the distal tendon and advances towards the proximal tendon. International Society for Magnetic Resonance in Medicine (ISMRM), Aug 2020, Online, United States. ⟨hal-02958325⟩
  • Etienne Fortanier, Augustin C. Ogier, Marie-Noëlle Lefebvre, Émilien Delmont, David Bendahan, et al.. Neurographie IRM quantitative de patients atteints d’une neuropathie de Charcot-Marie-Tooth de type 1A. 17es Journées de la Société Française de Myologie (JSFM), Nov 2019, Marseille, France. ⟨hal-02438588⟩
  • Joachim Bas, Augustin C. Ogier, Arnaud Le Troter, Émilien Delmont, Benjamin Leporq, et al.. Fat fraction distribution in lower limb muscles of CMT1A patients: a quantitative MRI study. MYO-MRI, Imaging in Neuromuscular Disease, Nov 2019, Berlin, Germany. ⟨hal-02438616⟩
  • Alexandre Fouré, Arnaud Le Troter, Augustin C. Ogier, David Bendahan. Areas of muscle tissue alteration can differ from activated regions during electrically-induced isometric contractions. MYO-MRI, Imaging in Neuromuscular Disease, Nov 2019, Berlin, Germany. ⟨hal-02438631⟩
  • Augustin C. Ogier, Linda Heskamp, Alexandre Fouré, Arnaud Le Troter, Arend Heerschap, et al.. Méthode de segmentation dédiée au suivi de l'infiltration en graisse des muscles individuels des patients atteints de maladies neuromusculaires. 16es Journées de la Société Française de Myologie (JSFM), Nov 2018, Brest, France. ⟨hal-02000469⟩
  • Augustin C. Ogier, Linda Heskamp, Alexandre Fouré, Marc-Emmanuel Bellemare, Arnaud Le Troter, et al.. Semi-automatic segmentation of individual muscles in MR images: A new tool dedicated to the follow-up of patients with neuromuscular disorders. International Society for Magnetic Resonance in Medicine (ISMRM), Jun 2018, Paris, France. ⟨hal-02000334⟩

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