Interface diffuse : conception, développement et évaluation d'un nouveau paradigme d'interaction humain-ordinateur porté

Introduction -- Revue de littérature sur les interfaces humain-ordinateur porté -- Problématique liée aux interactions humain-ordinateur porté -- Méthodologie de l'étude expérimentale -- Conception et développement d'un prototype d'ordinateur porté et des interfaces diffuses associées -- Résultats de l'étude expérimentale et discussion -- Conclusion

Suivi automatique d'instruments dans les séquences d'images thoracoscopiques

Anatomie de la structure thoracique -- Chirurgie minimalement invasive -- Contexte clinique -- Système de navigation pour le rachis -- Approches au suivi d'instruments chirurgicaux -- Techniques de suivi d'objets à travers une séquence d'images -- Objectifs spécifiques du projet -- Méthodologie -- Extraction des caractéristiques de l'instrument -- Suivi temporel par filtrage particulaire -- Méthode d'évaluation et de validation -- Interface graphique et mise en contexte -- Extraction des caractéristiques de l'instrument -- Suivi automatique des instruments -- Précision de la procédure de suivi -- Temps de calcul -- Limites de la méthode proposée

Analyse et recherche d'oeuvres d'art 2D selon le contenu pictural

État de l'art des méthodes manuelles et automatiques d'analyse des oeuvres d'art 2D -- Recherche d'images selon l'organisation spatiale des couleurs -- Seuil automatique pour la recherche d'images selon l'OSC -- Extraction des contours des traits -- Analyse de l'impact pictural dans les oeuvres au trait -- Conclusion et perspectives

Restauration adaptative des contours par une approche inspirée de la prédiction des performances

En télédétection, les cartes de contours peuvent servir, entre autres choses, à la restitution géométrique, à la recherche d'éléments linéaires, ainsi qu'à la segmentation. La création de ces cartes est faite relativement tôt dans la chaîne de traitements d'une image. Pour assurer la qualité des opérations subséquentes, il faut veiller à obtenir une carte de contours précise. Notre problématique est de savoir s'il est possible de diminuer la perte de temps liée au choix d'algorithme et de paramètre en corrigeant automatiquement la carte de contours. Nous concentrerons donc nos efforts sur le développement d'une méthode de détection/restauration de contours adaptative. Notre méthode s'inspire d'une technique de prédiction des performances d'algorithmes de bas niveau. Elle consiste à intégrer un traitement par réseau de neurones à une méthode"classique" de détection de contours. Plus précisément, nous proposons de combiner la carte de performances avec la carte de gradient pour permettre des décisions plus exactes. La présente étude a permis de développer un logiciel comprenant un réseau de neurones entraîné pour prédire la présence de contours. Ce réseau de neurones permet d'améliorer les décisions de détecteurs de contours, en réduisant le nombre de pixels de fausses alarmes et de contours manqués. La première étape de ce travail consiste en une méthode d'évaluation de performance pour les cartes de contours. Une fois ce choix effectué, il devient possible de comparer les cartes entre elles. Il est donc plus aisé de déterminer, pour chaque image, la meilleure détection de contours. La revue de la littérature réalisée simultanément a permis de faire un choix d'un groupe d'indicateurs prometteurs pour la restauration de contours. Ces derniers ont servi à la calibration et à l'entrainement d'un réseau de neurones pour modéliser les contours. Par la suite, l'information fournie par ce réseau a été combinée par multiplication arithmétique avec les cartes d'amplitudes de détecteurs"classiques" afin de fournir de nouvelles cartes d'amplitude du gradient. Le seuillage de ces contours donne des cartes de contours"optimisées". Sur les images aéroportées du jeu de données South Florida, la médiane des mesures-F de la pour l'algorithme de Sobel passe de 51,3 % avant la fusion à 56,4 % après. La médiane des mesures-F pour l'algorithme de Kirsch amélioré est de 56,3 % et celle de Frei-Chen amélioré est de 56,3 %. Pour l'algorithme de Sobel avec seuillage adaptatif, la mesure-F médiane est de 52,3 % avant fusion et de 57,2 % après fusion.En guise de comparaison, la mesure-F médiane pour le détecteur de Moon, mathématiquement optimal pour contours de type"rampe", est de 53,3 % et celle de l'algorithme de Canny, est de 61,1 %. L'applicabilité de notre algorithme se limite aux images qui, après filtrage, ont un rapport signal sur bruit supérieur ou égal à 20. Sur les photos au sol du jeu de données de South Florida, les résultats sont comparables à ceux obtenus sur les images aéroportées. Par contre, sur le jeu de données de Berkeley, les résultats n'ont pas été concluants. Sur une imagette IKONOS du campus de l'Université de Sherbrooke, pour l'algorithme de Sobel, la mesure-F est de 45,7 % «0,9 % avant la fusion et de 50,8 % après. Sur une imagette IKONOS de l'Agence Spatiale Canadienne, pour l'algorithme de Sobel avec seuillage adaptatif, la mesure-F est de 35,4 % «0,9 % avant la fusion et de 42,2 % après. Sur cette même image, l'algorithme de Argyle (Canny sans post-traitement) a une mesure-F de 35,1 % «0,9 % avant fusion et de 39,5 % après. Nos travaux ont permis d'améliorer la banque d'indicateurs de Chalmond, rendant possible le prétraitement avant le seuillage de la carte de gradient. À chaque étape, nous proposons un choix de paramètres permettant d'utiliser efficacement la méthode proposée. Les contours corrigés sont plus fins, plus complets et mieux localisés que les contours originaux. Une étude de sensibilité a été effectuée et permet de mieux comprendre la contribution de chaque indicateur. L'efficacité de l'outil développé est comparable à celle d'autres méthodes de détection de contours et en fait un choix intéressant pour la détection de contours. Les différences de qualité observées entre notre méthode et celle de Canny semble être dues à l'utilisation, ou non, de post-traitements. Grâce au logiciel développé, il est possible de réutiliser la méthodologie; cette dernière a permis d'opérationnaliser la méthode proposée. La possibilité de réutiliser le filtre, sans réentrainement est intéressante. La simplicité du paramétrage lors de l'utilisation est aussi un avantage. Ces deux facteurs répondent à un besoin de réduire le temps d'utilisation du logiciel

Reconstruction 3D personnalisée de la colonne vertébrale à partir d'images radiographiques non-calibrées

Les systèmes de reconstruction stéréo-radiographique 3D -- La colonne vertébrale -- La scoliose idiopathique adolescente -- Évolution des systèmes de reconstruction 3D -- Filtres de rehaussement d'images -- Techniques de segmentation -- Les méthodes de calibrage -- Les méthodes de reconstruction 3D -- Problématique, hypothèses, objectifs et méthode générale -- Three-dimensional reconstruction of the scoliotic spine and pelvis from uncalibrated biplanar X-ray images -- A versatile 3D reconstruction system of the spine and pelvis for clinical assessment of spinal deformities -- Simulation experiments -- Clinical validation -- A three-dimensional retrospective analysis of the evolution of spinal instrumentation for the correction of adolescent idiopathic scoliosis -- Auto-calibrage d'un système à rayons-X à partir de primitives de haut niveau -- Segmentation de la colonne vertébrale -- Approche hiérarchique d'auto-calibrage d'un système d'acquisition à rayons-X -- Personalized 3D reconstruction of the scoliotic spine from hybrid statistical and X-ray image-based models -- Validation protocol