Responsable : Djamal MERAD




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


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.

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.

Le groupe MeCa travaille en collaboration avec, entre autres, plusieurs groupe et service situés sur le site de la Timone, tels que le centre d’IRM fonctionnelle de Marseille ou le service de neuroradiologie du CHU La Timone.

développement cortical

Responsable du groupe de recherche

Membres du groupe de recherche

  • Julien Lefèvre, Enseignant-chercheur, LSIS
  • Christine Deruelle, Chercheur, INT
  • Pascal Belin, Enseignant Chercheur, INT
  • Hamed RABIEI, Doctorant, LSIS
  • Antonietta PEPE, Post-doctorante, LSIS