Ant Colony with Dynamic Local Search for the Time Scheduling of Transport Networks

This article presents an ant colony optimization for the time scheduling of public transport traffic. In fact, the assistance of a decision support system becomes necessary for the real-time regulation of this transport networks since the size of the search space increases exponentially with the number of vehicles and stops. So, we propose an ant colony algorithm with dynamic local search, in the case of unpredictable disturbance. This approach consists in applying a local search window with increasing dimension according to the iterations. It treats the regulation problem as an optimization and provides the regulator with relevant decisions. A regulated timetable is proposed as solution aiming at minimizing the waiting time of passengers. We insure the three most important criteria of regulation which are the punctuality, the regularity and the correspondence

Feature Clustering based MIM for a New Feature Extraction Method

In this paper, a new unsupervised Feature Extraction appoach is presented, which is based on feature clustering algorithm. Applying a divisive clustering algorithm, the method search for a compression of the information contained in the original set of features. It investigates the use of Mutual Information Maximization (MIM) to find appropriate transformation of clusterde features. Experiments on UCI datasets show that the proposed method often outperforms conventional unsupervised methods PCA and ICA from the point of view of classification accuracy

Patient Setup in Conformal Radiotherapy of Prostate Cancer by Registration of Ultrasound and Magnetic Resonance Images

In conformal radiotherapy, beam set up and dose calculations are achieved using images obtained from computed tomography (CT) or magnetic resonance (MR). These images are taken before the treatment which is performed on several sessions on several weeks. At the beginning of each session, the patient has to be positioned on the treatment couch under the linear accelerator in the same position as during MR or CT imaging and planning, and the organs are assumed to be in the same place. Currently, the methods used for this repositioning are based on the external anatomy of the patient and suppose an immobility of the internal structures. In this study, we present a new approach, suited to the clinical practice, for the automatic repositioning of patient in prostate cancer radiotherapy. It is based on localisation by ultrasound images and optical stereolocalisation and on a matching with images regenerated in the planning volume. The method exploits a statistical model of the prostate to automatically extract its contours. The first tests in conditions of a radiotherapy session show that the method is able to obtain a patient setup with an accuracy of about 1.4 mm.En radiothérapie conformationnelle, le calcul des doses et des balistiques des faisceaux à appliquer pour irradier la tumeur se fait en se basant sur des images tomographiques (IRM ou scanner (TDM)) réalisées avant le traitement. Celui-ci dure plusieurs séances réparties sur plusieurs semaines. Au début de chaque séance le patient doit être installé sur la table de traitement dans les conditions initiales de planification. Actuellement, les méthodes les plus utilisées pour ce repositionnement se basent sur l'anatomie externe du patient et supposent une immobilité des organes internes. De ce fait, des marges d'erreurs sont prévues dans la définition des volumes pour prendre en considération ces mouvements et les erreurs du repositionnement. Ce travail présente une nouvelle approche, adaptée aux conditions cliniques, pour le repositionnement automatique du patient en radiothérapie de la prostate. Elle est basée sur un repérage temps réel par échographie et une mise en correspondance rapide et précise avec des images générées dans le volume de planification. La méthode exploite une modélisation statistique de la prostate pour extraire automatiquement ses contours. Les premiers tests de la méthode dans les conditions réelles d'une séance de radiothérapie montrent que le repositionnement peut être obtenu avec une précision de l'ordre de 1.4 mm

SARR : système d'aide à la régulation et la reconfiguration des réseaux de transport multimodal

II est bien difficile, en temps réel, de suivre les horaires issus du processus de planification des réseaux de transport réalisée en temps anticipé. En effet, l'apparition de perturbations complexes et aléatoires nécessite un traitement rapide à travers un processus de régulation. Dans ce contexte, nous proposons un système d'Aide à la décision nommé SARR (Système d'Aide à la Régulation et la Reconfiguration), pour assister les exploitants dans ces tâches de gestion d'exploitation. Les premières contributions portent sur l'élaboration d'un module d'apprentissage et de classification utilisant la technique S.V.M (Séparateurs à Vaste Marge) pour le diagnostic et la régulation des cas familiers. Mais dans les cas de perturbations plus complexes, simultanées et difficiles à gérer, nous proposons alors une première approche à colonie de fourmis pour la reconfiguration spatiale nommé ACFRS (Algorithme à Colonie de Fourmis pour la Reconfiguration Spatiale). Un autre algorithme est développé pour la régulation horaire appelé ACFRH (Algorithme à Colonie de Fourmis pour la Régulation Horaire). Ces deux approches disposent de bonnes performances en termes de convergence et qualité de solutions, Ces dernières sont prouvées et montrés à travers des scénarii de simulation.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Une approche multi-agent de la conception de sites robotisés (application à une cellule de mesure)

Dans la discipline qu'est la conception de sites robotisés, les questions avancées par les chercheurs sont le plus souvent issues de problèmes posés par le monde industriel. La problématique que nous abordons concerne la conception de sites robotisés comportant un robot manipulateur particulier à six articulations rotoïdes de marque romer. Les spécificités morphologiques de ce manipulateur posent un certain nombre de difficultés quant à l'utilisation des méthodes classiques de conception de sites robotisés. Pour résoudre le problème posé, nous proposons une nouvelle approche tirant profit de l'intelligence artificielle distribuée et plus particulièrement des systèmes multi-agents. Exploitée en robotique mobile et collective ou chaque robot est considéré comme un agent, nous appliquons cette approche à la robotique cellulaire en associant un agent à chaque paramètre du problème posé. Bien plus qu'une simple distribution du problème, nous adaptons la terminologie et les abstractions conceptuelles propres aux systèmes multi-agents au problème posé. Nous affectons ainsi à chaque agent des fonctions de perception, de communication et d'action ainsi que des connaissances et un rôle. L'organisation de coopérations synchrones et asynchrones entre agents permet alors l'obtention de solutions au problème posé. Pour mettre en oeuvre cette approche, nous utilisons les moyens modernes de simulation que sont les logiciels de conception assistée par ordinateur dédiés à la robotique. L'application de cette approche au manipulateur romer permet d'apporter des solutions nouvelles notamment pour déterminer son placement en tenant compte des obstacles fixes de l'espace cartésien et en vue de l'accessibilité à des tâches (des points à mesurer) pour lesquelles le manipulateur présente une redondance. La généralisation possible de l'approche à d'autres applications est aussi démontrée.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Repositionnement du patient en radiothérapie conformationnelle de la prostate par fusion d'images

En radiothérapie confonnationnelle le calcul des doses et des balistiques des rayons à appliquer pour irradier la tumeur se fait en se basant sur des images scanner prises avant le traitement qui dure plusieurs séances réparties en plusieurs semaines. Au début de chaque séance, le patient doit être installé sur la table de traitement dans les conditions initiales de planification. Actuellement, les méthodes les plus utilisées pour ce repositionnement souffrent de lacunes, car elles se basent sur l'anatomie externe et supposent une immobilité des organes internes. De ce fait, des marges d'erreurs sont prévues dans la définition des volumes pour prendre en considération les mouvements des membres. Des méthodes utilisant la fusion d'informations issues de plusieurs modalités d'imagerie ont prouvé leur efficacité pour guider le repositionnement. Cependant, elles nécessitent souvent des traitements qui sont manuels ou semi-automatiques handicapant ainsi leur utilisation en routine clinique.Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés au repositionnement du patient en radiothérapie de la prostate par une mise en correspondance entre des images échographiques et les images de planification. Notre apport réside en une automatisation des traitements pour les adapter à une utilisation plus facile en condition clinique. La méthode est basée sur un repérage en temps réel des images échographiques par stéréovision et une mise en correspondance rapide et précise avec des images virtuelles re-générées dans le volume de planification. Elle exploite une modélisation statistique de la prostate pour extraire automatiquement ses contours. Les premiers tests de la méthode dans les conditions réelles d'une séance de radiothérapie montrent qu'elle est capable de reproduire le repositionnement avec une précision de 1.4 mm. Les perspectives concernent l'utilisation en routine de la méthode et l'étude d'une éventuelle réduction des marges d'erreur prévues dans la planification pour augmenter les doses à délivrer par semaine et la réduction de la période de traitement.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Modélisation multi-agent et aide à la décision (application à la régulation des correspondances dans les réseaux de transport urbain)

Pour assurer la régulation des réseaux de transport urbain et améliorer la qualité de service, les exploitants utilisent les Systèmes d'Aide à l'Exploitation (SAE). Un SAE permet le suivi en temps réel du fonctionnement d'un réseau. Il manipule une quantité importante d'informations que le régulateur n'arrive pas toujours à prendre en compte pour élaborer ses décisions. Les correspondances non assurées, conséquence directe des perturbations, augmentent alors le mécontement des voyageurs. Pour résoudre le problème de l'amélioration de la qualité des déplacements dans les réseaux de transport urbain, nous nous intéressons à la régulation de trafic aux nœuds des correspondances, régulation non encore prise en compte par les SAE. Nous proposons un Système d'Aide à la Décision (SAD) chargé d'élaborer des actions de régulation pertinentes en fonction de l'état du réseau. Son rôle principal est de surveiller un réseau de transport et de prévenir les perturbations en proposant des actions de régulation. Un modèle multiagent d'un réseau vu par des correspondances est proposé. Ce système est basé sur trois types d'agents : 1) un agent SUPERVISEUR chargé du dialogue avec le régulateur : il présente les actions et reçoit les demandes. 2) Des agents CORRESPONDANCE, un par nœud de correspondances : ils prennent en charge le suivi du fonctionnement du réseau de transport, la détection au plus tôt des perturbations et la proposition d'actions de régulation pour y remédier. Le système permet ainsi le maintien de la stabilité du trafic au niveau des nœuds de correspondances. 3) Des agents ACQUISITION, un par arrêt de régulation : ils sont chargés de la perception. Ils enregistrent les dates des passages des bus ainsi que des informations les concernant : nombres de voyageurs descendant du bus et montant dans le bus.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Optimisation dosimétrique d'un collimateur micro-multilames (application à la radiothérapie conformationnelle)

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Analyses fractale et multifractale en imagerie médicale (outils, validations et applications)

La géométrie fractale, comprenant les analyses fractales et multifractales, est un outil en émergence dans de nombreux domaines d applications et notamment en imagerie médicale. Elle consiste à formuler une mesure de l hétérogénéité globale ou locale d un signal (1D, 2D ou 3D). En imagerie médicale, son utilisation est souvent limitée au cas 1D ou 2D et ses domaines d applications restent essentiellement restreints à la discrimination entre deux états (sains/pathologiques) grâce à une analyse globale du signal. L objectif de cette thèse est de fournir à la fois des outils 3D de mesures des hétérogénéités globale (volume) et locale (voxel) basées sur la géométrie fractale. Les deux indices utilisés sont la dimension fractale et le spectre multifractal (coefficients de Hölder). Etant donné que les algorithmes de ces outils ne peuvent formuler que des estimations de la valeur théorique, nous utilisons des volumes de synthèses fractals et multifractals pour les valider. Les différents développements offrent ainsi non seulement des outils de discrimination mais également des outils de segmentation de texture. Ce deuxième point est particulièrement intéressant, car le développement de nouveaux attributs de texture est un domaine de recherche actif du fait de l évolution incessante des technologies d imagerie. Afin de valider et de montrer l intérêt de la géométrie fractale, deux applications sont étudiées : la caractérisation des foyers épileptogènes sur des images de tomographie par émission mono-photonique, et la détection des tumeurs prostatiques sur des images IRM pondérées T2. L efficacité des attributs fractals et multifractals sont étudiés à travers un schéma de classification supervisée. Les résultats concluants pour les deux applications démontrent l intérêt de cette géométrie et son adaptabilité à différentes applications en imagerie médicale.Fractal geometry is an emerging concept used in medical image analysis. The aim of this geometry is to measure global and local heterogeneities (1D, 2D or 3D). In medical imaging, it is often used to characterize 1D and 2D signals and restricted to discriminate between 2 states (healthy/pathological) by a global analysis of a signal. This thesis aims at providing 3D fractal geometry based tools for the measures of global (volume) and local (voxel) heterogeneities. Two indices are used: fractal dimension and multifractal spectrum (Hölder exponents). Since these algorithms estimate the theoretical value, fractal and multifractal synthetic volumes were used for the validation. This work also proposes texture segmentation tools. Two applications were studied; characterization of epileptic foci on single photon emission computed tomography images and the detection of prostatic tumors on T2-weighted MR images. The effectiveness of fractal and multifractal features are studied through a framework of supervised classification. The results for both applications demonstrate the usefulness of this geometry and its adaptability to several applications in medical imaging.LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF