Programmation mathématique en tomographie discrète

La tomographie est un ensemble de techniques visant à reconstruirel intérieur d un objet sans toucher l objet lui même comme dans le casd un scanner. Les principes théoriques de la tomographie ont été énoncéspar Radon en 1917. On peut assimiler l objet à reconstruire à une image,matrice, etc.Le problème de reconstruction tomographique consiste à estimer l objet àpartir d un ensemble de projections obtenues par mesures expérimentalesautour de l objet à reconstruire. La tomographie discrète étudie le cas où lenombre de projections est limité et l objet est défini de façon discrète. Leschamps d applications de la tomographie discrète sont nombreux et variés.Citons par exemple les applications de type non destructif comme l imageriemédicale. Il existe d autres applications de la tomographie discrète, commeles problèmes d emplois du temps.La tomographie discrète peut être considérée comme un problème d optimisationcombinatoire car le domaine de reconstruction est discret et le nombrede projections est fini. La programmation mathématique en nombres entiersconstitue un outil pour traiter les problèmes d optimisation combinatoire.L objectif de cette thèse est d étudier et d utiliser les techniques d optimisationcombinatoire pour résoudre les problèmes de tomographie.The tomographic imaging problem deals with reconstructing an objectfrom a data called a projections and collected by illuminating the objectfrom many different directions. A projection means the information derivedfrom the transmitted energies, when an object is illuminated from a particularangle. The solution to the problem of how to reconstruct an object fromits projections dates to 1917 by Radon. The tomographic reconstructingis applicable in many interesting contexts such as nondestructive testing,image processing, electron microscopy, data security, industrial tomographyand material sciences.Discete tomography (DT) deals with the reconstruction of discret objectfrom limited number of projections. The projections are the sums along fewangles of the object to be reconstruct. One of the main problems in DTis the reconstruction of binary matrices from two projections. In general,the reconstruction of binary matrices from a small number of projections isundetermined and the number of solutions can be very large. Moreover, theprojections data and the prior knowledge about the object to reconstructare not sufficient to determine a unique solution. So DT is usually reducedto an optimization problem to select the best solution in a certain sense.In this thesis, we deal with the tomographic reconstruction of binaryand colored images. In particular, research objectives are to derive thecombinatorial optimization techniques in discrete tomography problems.PARIS-CNAM (751032301) / SudocSudocFranceF

Programmation mathématique en tomographie discrète

The tomographic imaging problem deals with reconstructing an objectfrom a data called a projections and collected by illuminating the objectfrom many different directions. A projection means the information derivedfrom the transmitted energies, when an object is illuminated from a particularangle. The solution to the problem of how to reconstruct an object fromits projections dates to 1917 by Radon. The tomographic reconstructingis applicable in many interesting contexts such as nondestructive testing,image processing, electron microscopy, data security, industrial tomographyand material sciences.Discete tomography (DT) deals with the reconstruction of discret objectfrom limited number of projections. The projections are the sums along fewangles of the object to be reconstruct. One of the main problems in DTis the reconstruction of binary matrices from two projections. In general,the reconstruction of binary matrices from a small number of projections isundetermined and the number of solutions can be very large. Moreover, theprojections data and the prior knowledge about the object to reconstructare not sufficient to determine a unique solution. So DT is usually reducedto an optimization problem to select the best solution in a certain sense.In this thesis, we deal with the tomographic reconstruction of binaryand colored images. In particular, research objectives are to derive thecombinatorial optimization techniques in discrete tomography problems.La tomographie est un ensemble de techniques visant à reconstruirel’intérieur d’un objet sans toucher l’objet lui même comme dans le casd’un scanner. Les principes théoriques de la tomographie ont été énoncéspar Radon en 1917. On peut assimiler l’objet à reconstruire à une image,matrice, etc.Le problème de reconstruction tomographique consiste à estimer l’objet àpartir d’un ensemble de projections obtenues par mesures expérimentalesautour de l’objet à reconstruire. La tomographie discrète étudie le cas où lenombre de projections est limité et l’objet est défini de façon discrète. Leschamps d’applications de la tomographie discrète sont nombreux et variés.Citons par exemple les applications de type non destructif comme l’imageriemédicale. Il existe d’autres applications de la tomographie discrète, commeles problèmes d’emplois du temps.La tomographie discrète peut être considérée comme un problème d’optimisationcombinatoire car le domaine de reconstruction est discret et le nombrede projections est fini. La programmation mathématique en nombres entiersconstitue un outil pour traiter les problèmes d’optimisation combinatoire.L’objectif de cette thèse est d’étudier et d’utiliser les techniques d’optimisationcombinatoire pour résoudre les problèmes de tomographie

Mathematical programming for discrete tomography

La tomographie est un ensemble de techniques visant à reconstruirel’intérieur d’un objet sans toucher l’objet lui même comme dans le casd’un scanner. Les principes théoriques de la tomographie ont été énoncéspar Radon en 1917. On peut assimiler l’objet à reconstruire à une image,matrice, etc.Le problème de reconstruction tomographique consiste à estimer l’objet àpartir d’un ensemble de projections obtenues par mesures expérimentalesautour de l’objet à reconstruire. La tomographie discrète étudie le cas où lenombre de projections est limité et l’objet est défini de façon discrète. Leschamps d’applications de la tomographie discrète sont nombreux et variés.Citons par exemple les applications de type non destructif comme l’imageriemédicale. Il existe d’autres applications de la tomographie discrète, commeles problèmes d’emplois du temps.La tomographie discrète peut être considérée comme un problème d’optimisationcombinatoire car le domaine de reconstruction est discret et le nombrede projections est fini. La programmation mathématique en nombres entiersconstitue un outil pour traiter les problèmes d’optimisation combinatoire.L’objectif de cette thèse est d’étudier et d’utiliser les techniques d’optimisationcombinatoire pour résoudre les problèmes de tomographie.The tomographic imaging problem deals with reconstructing an objectfrom a data called a projections and collected by illuminating the objectfrom many different directions. A projection means the information derivedfrom the transmitted energies, when an object is illuminated from a particularangle. The solution to the problem of how to reconstruct an object fromits projections dates to 1917 by Radon. The tomographic reconstructingis applicable in many interesting contexts such as nondestructive testing,image processing, electron microscopy, data security, industrial tomographyand material sciences.Discete tomography (DT) deals with the reconstruction of discret objectfrom limited number of projections. The projections are the sums along fewangles of the object to be reconstruct. One of the main problems in DTis the reconstruction of binary matrices from two projections. In general,the reconstruction of binary matrices from a small number of projections isundetermined and the number of solutions can be very large. Moreover, theprojections data and the prior knowledge about the object to reconstructare not sufficient to determine a unique solution. So DT is usually reducedto an optimization problem to select the best solution in a certain sense.In this thesis, we deal with the tomographic reconstruction of binaryand colored images. In particular, research objectives are to derive thecombinatorial optimization techniques in discrete tomography problems

Programmation mathématique en tomographie discrète

The tomographic imaging problem deals with reconstructing an objectfrom a data called a projections and collected by illuminating the objectfrom many different directions. A projection means the information derivedfrom the transmitted energies, when an object is illuminated from a particularangle. The solution to the problem of how to reconstruct an object fromits projections dates to 1917 by Radon. The tomographic reconstructingis applicable in many interesting contexts such as nondestructive testing,image processing, electron microscopy, data security, industrial tomographyand material sciences.Discete tomography (DT) deals with the reconstruction of discret objectfrom limited number of projections. The projections are the sums along fewangles of the object to be reconstruct. One of the main problems in DTis the reconstruction of binary matrices from two projections. In general,the reconstruction of binary matrices from a small number of projections isundetermined and the number of solutions can be very large. Moreover, theprojections data and the prior knowledge about the object to reconstructare not sufficient to determine a unique solution. So DT is usually reducedto an optimization problem to select the best solution in a certain sense.In this thesis, we deal with the tomographic reconstruction of binaryand colored images. In particular, research objectives are to derive thecombinatorial optimization techniques in discrete tomography problems.La tomographie est un ensemble de techniques visant à reconstruirel’intérieur d’un objet sans toucher l’objet lui même comme dans le casd’un scanner. Les principes théoriques de la tomographie ont été énoncéspar Radon en 1917. On peut assimiler l’objet à reconstruire à une image,matrice, etc.Le problème de reconstruction tomographique consiste à estimer l’objet àpartir d’un ensemble de projections obtenues par mesures expérimentalesautour de l’objet à reconstruire. La tomographie discrète étudie le cas où lenombre de projections est limité et l’objet est défini de façon discrète. Leschamps d’applications de la tomographie discrète sont nombreux et variés.Citons par exemple les applications de type non destructif comme l’imageriemédicale. Il existe d’autres applications de la tomographie discrète, commeles problèmes d’emplois du temps.La tomographie discrète peut être considérée comme un problème d’optimisationcombinatoire car le domaine de reconstruction est discret et le nombrede projections est fini. La programmation mathématique en nombres entiersconstitue un outil pour traiter les problèmes d’optimisation combinatoire.L’objectif de cette thèse est d’étudier et d’utiliser les techniques d’optimisationcombinatoire pour résoudre les problèmes de tomographie

Approximating bicolored images from discrete projections

We study the problem of reconstructing bicolored images from their discrete projections that is the number of pixels of each color lying on each row and column. The problem is well known to be NP- complete so, we study a restricted case (with bounded projections) and present an approximating algorithm based on a max-flow technique for the general case

A simulated annealing for reconstructing hv-convexe binary matrices

We consider a variant of the NP-hard problem of reconstructing hv-convex binary matrices from two projections. This variant is reformulated as an integer programming problem and approximated by simulated annealing approach

Hybridation of genetic algorithms and tabu search for reconstructing convex binary images from discrete orthogonal projections

In this paper, we consider a variant of the NP-Complete problem ofreconstructing hv-convex binary images from two orthogonal projections, noted byRCBI(H; V ). This variant is reformulated as a new integer programming problem.Since this problem is NP-complete, a new hybrid optimization algorithm combiningthe techniques of genetic algorithms and tabu search methods, noted by GATS isproposed to find an optimal or an approximate solution for RCBI(H; V ) problem.GATS starts from a set of solutions called 'population' initialized by using anextension of the network flow model, incorporating a cost function. Two operators, namely crossover and mutation are used to explore the search space, then the quality of each individual in the population is improved by using another local search method named Tabu Search operator. In this paper we describe the proposed algorithm, then we evaluate and compare its performance with other optimization techniques. The analysis of the experimental results shows the advantages of our GATS approach in terms of reconstruction quality and computational time

Reconstructing hv-convex images by tabu search approach".

Reconstructing hv-convex images by tabu search approach"

A simulated annealing approach for reconstructing convex matrices and images from four projections

We consider a variant of the NP-hard problem of reconstructing hv-convex binary matrices from two projections. This variant is reformulated as an integer programming problem and approximated by simulatedannealingapproach

Reconstruction de matrices binaires sous contraintes de voisinage

International audienceLa tomographie discrète consiste à reconstruire des objets discrets en général et les matrices binaires en particulierà partir de leurs projections dans plusieurs directions. Les problèmes en tomographie sont classés suivant le nombrede projections, le type de projections et les propriétés de matrices à reconstruire. Le problème classique de reconstructionde matrices binaires à partir de projections orthogonales est défini comme suit : étant donné deuxvecteurs H = (h1, . . . , hm) et V = (v1, . . . , vn), nous cherchons à reconstruire une matrice binaire consistante avecces projections. La projection d?une rangée (ligne ou colonne) donne le nombre de 1s dans cette rangée