Déconvolution aveugle en microscopie de fluorescence 3D

National audienceDans ce papier, nous proposons une méthode de déconvolution aveugle estimant la fonction de flou (PSF) et l'image nette en microscopie de fluorescence 3D. L'idée est d'utiliser un modèle paramétré par la fonction pupille pour la PSF en décomposant le module et la phase de la partie aberration sur la base de Zernike. Les résultats tant sur des simulations que sur des données expérimentales montrent la supériorité de notre méthode comparée à l'état de l'art

Amélioration de la résolution des images ultrasonores en mode B par déconvolution semi-aveugle

National audienceEn imagerie médicale, et plus précisément dans le domaine de l'imagerie ultrasonore, les problématiques liées à l'amélioration de la résolution font aujourd'hui l'objet de très nombreux travaux. Alors que beaucoup d'approches se consacrent à l'amélioration du dispositif d'acquisition des images échographiques (pré-traitement) pour pallier leur faible résolution, très peu de travaux se sont attachés à des techniques de post-traitement. Nous proposons ici une nouvelle approche pour la restauration d'image basée sur une formulation de type déconvolution semi-aveugle, résolue dans le cadre algorithmique de la méthode des directions alternées. Les performances de notre algorithme sont évaluées à l'aide de données synthétiques (fantôme de Shepp-Logan) et d'une image ultrasonore in vivo en mode B, sur la base de plusieurs critères quantitatifs. Dans le cas où la réponse impulsionnelle spatiale du système est mal connue, les résultats démontrent une robustesse accrue par rapport à une méthode de déconvolution classique (non aveugle)

Technique de préparation des minéraux argileux en vue de l'analyse par diffraction des Rayons X et introduction à l'interprétation des diagrammes

Les techniques de préparation des échantillons pour l'analyse minéralogique des minéraux argileux sont présentées. Ces techniques consistent essentiellement à extraire une fraction fine (enrichie en argiles) à partir d'échantillons géologiques. Puis sont présentés les traitements de cette fraction enrichie en argiles en vue de leur analyse par diffraction des Rayons X. Enfin sont présentées les bases de la détermination des minéraux argileux par diffraction RX et l'interprétation des paramètres de cristallinité qui peuvent être extraits de ces diagrammes

Modélisation de signaux électromyographiques par des processus de renouvellement - Filtre bayésien pour l'estimation séquentielle de paramètres à destination de la commande d'une prothèse d'avant-bras

soumise aux rapporteurs le 25/10/13We deal with intramuscular electromyographical signals (iEMG signals) taken in the muscles of a human upper limb. iEMG signal are an image of the control of the central nervous system on the muscles. They are made of a superimposition of wavelet trains, each wavelet codes a group of muscle fibers and its discharge rate codes the force developed by the group. The objective is to extract sequentially pieces of information from the signal iEMG. We believe that this information may be used to control an upper limb prosthesis. In the first place, we model a spike train as a Markov chain and we present mass functions to model the inter-spike intervals. The discrete Weibull mass function holds our attention: we realize an online estimation of its parameters. Secondly, we model the iEMG signal with a hidden Markov model based on the above model of spike train. We are able to propagate sequentially Bayes estimator of the parameters of the hidden Markov model with a Bayes filter, particularly the shapes of the wavelets and their discharge rates. Finally, we propose a method to estimate the number of wavelet trains, a discrete parameter of the model. We confirm the proposed methods and algorithms on simulated signals and iEMG signals.Nous traitons des signaux électromyographiques intramusculaires (signaux iEMG) relevés dans les muscles de l'avant-bras. Les signaux iEMG représentent une image de la commande du système nerveux central vers les muscles. Ils se composent d'une superposition de trains d'ondelettes, chaque ondelette code un groupe de fibres musculaires et son taux de mise à feu code l'effort produit par ce groupe. L'objectif est d'extraire de façon séquentielle des informations du signal iEMG. Nous espérons que ces informations se révèleront utiles pour la commande d'une prothèse d'avant-bras. En premier lieu, nous modélisons un train d'impulsions comme une chaîne de Markov et nous discutons des lois pouvant caractériser le temps entre deux impulsions. La loi de Weibull discrète a retenu notre attention. Nous avons mis en place une méthode d'estimation en ligne de ses paramètres. En second lieu, nous modélisons le signal iEMG par un modèle de Markov caché s'appuyant sur le modèle de train d'impulsions ci-dessus. La mise en place d'un filtre bayésien nous permet de propager séquentiellement une estimation bayésienne des paramètres du modèle de Markov caché, en particulier la forme des ondelettes et leur taux de mise à feu. Nous proposons finalement une méthode d'estimation du nombre de trains d'ondelettes, un paramètre discret du modèle. Nous validons les méthodes et algorithmes proposés sur des signaux simulés et des signaux iEMG

Outil d'aide au choix de filières de traitement d'eaux résiduaires industrielles

International audienceCette étude contribue au choix automatique de filières de traitement d'eaux résiduaires industrielles après obtention de leur spectre UV. Les filières prises en compte sont les suivantes : procédés d'oxydation avancée (H2O2/UV), traitement biologique, coagulation/floculation/filtration, adsorption sur charbon actif ou méthodes de destruction comme l'évapo-incinération. Un traitement mathématique des spectres UV permet la détermination de plusieurs paramètres conduisant au choix de filières par l'intermédiaire d'un outil informatique développé sous Excel!. L'outil a été validé avec une bonne adéquation, sur quatre échantillons provenant d'industrie chimique, pharmaceutique ou mécanique

Contribution of Gravimetry to the hydrogeological recognition of the area of Wadi Righ –Ouargla

Gravimetry is a geophysical methods often used in oil exploration and mining research but rarely in the hydrogeological field, the aim of this work is to exploit the gravimetric data to develop a structural model of the region of Oued Righ - Ouargla has less than 1,000 m depth and perform a litho-stratigraphic modeling of subsurface formations to assess the ability of a karst formation of the terminal complex water table (Eocene Senonian). Multiple filtrations and signal processing techniques for gravimetric datas were operated such as the Euler Déconvolution, the analytical signal and the horizontal gradient. The results were used to evaluate the potential of karstification in the area and to model the phenomenon; the subsurface structural mapping has also led to the relationship between the well productivity and network of faults and fractures.Key words: Euler deconvolution, analytic signal, faults, kars

Déconvolution de données hyper-spectrales en astronomie

National audienceCe papier présente une méthode de déconvolution de données hyper-spectrales prenant en compte les correlations spatiales et spectrales de la scène observée. Pour cela nous introduisons une régularization séparable appliquée à l'objet renormalisé pour tenir compte de la dynamique des objets observé. Il ne reste ainsi que deux hyper-paramètres qui restent à près constant d'une observation à l'autre. Cette méthode a été appliquée avec succès tant à des données simulées qu'à des données réelles provenant du spectrographe SNIFS de la Nearby SuperNova factory

La prévision des crues du bassin versant de l'Oued Dis (Sebaou) par la métode DPFT

La modélisation pluie-débit dans le cas de la prévision des crues peut être étudiée par la méthode DPFT (différence première de la fonction de transfert) qui est une extension de la méthode de l'hydrogramme unitaire. Contrairement aux autres méthodes, la méthode DPFT permet d'obtenir à la fois la fonction de transfert à travers sa différence première (DPFT) et une série des pluies efficaces. L'avantage principal de la formulation en différences est la diminution de l'auto corrélation des débits successifs et des coefficients de la fonction de transfert.L'algorithme de calcul procède par itérations en résolvant alternativement un système multi-événements qui identifie la fonction de transfert et un système de déconvolution qui estime une série de pluies efficaces, cette fois-ci crue par crue. L'initialisation se fait à l'aide des pluies brutes comme première approximation des pluies efficaces puisque les résultats ne dépendent que des variations des débits. La convergence de l'algorithme est établie aisément lorsqu'on applique les différentes contraintes (positivité des ordonnées de la fonction de transfert et des pluies efficaces; normalisation de la fonction de transfert).La méthode DPFT ne nécessite donc que les mesures des pluies brutes et les débits pour effectuer les identifications de la fonction de transfert et des pluies efficaces. Elle n'impose pas de préciser la fonction de production. Une fois la fonction de transfert calée et les pluies efficaces estimées par la DPFT, l'ajustement de la fonction de production se fait par la suite en résolvant un problème du type entrée-sortie.Une application de la méthode DPFT est faite sur le bassin versant de Oued Dis (Sebaou) dans le but de tester les performances de cette méthode sur des données réelles, sachant qu'on a obtenu une confirmation assez rigoureuse de ces propriétés sur des données synthétiques générées. Les résultats de l'identification de la fonction de transfert sont satisfaisants tandis que ceux de l'ajustement de la fonction de production sont moins satisfaisants, ce qui a influencé directement la qualité des résultats de validation.Rainfall-runoff modelling in the case of flood forecasting may be studied by the first difference of the transfer function (FDTF) method, which is an extension of the unit hydrograph approach. In contrast to other methods, the FDFT method simultaneously provides both the transfer model by its first difference and an excess precipitation series. The principal advantage of the difference formulation is the diminution of the autocorrelation between successive flow data and the transfer function coefficients.The compilation algorithm proceeds iteratively by resolving alternately a multievent system which identifies the transfer function, and a deconvolution system which assesses the excess precipitation series event by event The initiatization is done with the total precipitation as a first approximation of the excess precipitations, since the results are only dependent on flood variations. The algorithm convergence is easily established if the various constraints are applied (positive values for the transfer function coefficients and the excess precipitations; normalization of the transfer function).Thus, the FDFT method only requires total precipitation and flood data in order to generate the transfer function and quantify the excess precipitation. It doesn't require that the production function be specified. once the Transfer fonction is calibrated and the excess precipitation estimated, the production function adjustment is carried out by resolving an input-output model type.The FDTF method has previously been applied successfully to simulated data. In the present study, the method has been applied to the Oued Dis watershed (Sebaou, Algeria) in order to test its performance using real data. The transfer function identification results proved satisfactory, but those related to the producton function adjustment were less satisfactory and degraded the overall quality ofthe validation results

Bancs de filtres et méthodes proximales pour la restauration d'images

National audienceLes algorithmes proximaux parallèles et les méthodes de directions alternées des multiplicateurs sont devenus populaires pour la résolution de problèmes inverses. En particulier, de nombreux travaux se sont intéressés à la résolution de problèmes de restauration dans un cadre variationnel convexe utilisant des trames. Jusqu'à présent, la plupart de ces méthodes nécessitaient une hypothèse de trames ajustées. Dans ce travail, nous relâchons cette contrainte en considérant des bancs de filtres à reconstruction parfaite non-nécessairement décimés de manière critique. Nous illustrons l'intérêt de telles trames sur un exemple de déconvolution en présence de bruit de Poisson

IRM de diffusion par encodage tenseur-b : déconvolution sphérique contrainte et décomposition de la variance diffusionnelle

Le cerveau humain est composé de plusieurs milliards de neurones qui forment une multitude de connexions, se regroupant en fibres de matière blanche (WM) sur plus de 160 000 kilomètres au total. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) de diffusion (IRMd) tire profit de l’atténuation du signal de résonance magnétique causée par la diffusion des molécules d’eau dans le cerveau pour étudier ces structures sous-jacentes de manière non invasive. Le modèle d’imagerie par tenseur de diffusion (DTI) permet d’accéder à différentes mesures procurant de l’information sur la mésostructure du cerveau à partir de données d'IRMd, en manquant cependant de spécificité face à la nature microscopique du signal. Le modèle de déconvolution sphérique contrainte (CSD) permet de reconstruire une carte des fonctions de distribution d'orientations de fibres (fODF) de WM dans le cerveau de façon précise à partir de l'imagerie de diffusion à haute résolution angulaire (HARDI), ce qui peut être utilisé par un algorithme de tractographie pour cartographier le connectome structurel humain. Afin de surmonter le manque de spécificité présent en DTI, l’IRM de diffusion par encodage tenseur-b a vu le jour dans les années 2000. Cette technique utilise différents encodages de gradients de diffusion (p. ex., encodages linéaire, planaire et sphérique) pour donner accès à des mesures plus fines de la structure microscopique des tissus cérébraux, sous la forme de mesures de microstructure novatrices. Cependant, les données d'IRMd par encodage tenseur-b sont complexes et ne s'appliquent pas directement au modèle de CSD, sans compter que l'impact de ces données sur la reconstruction des fODFs est inconnu. Le présent mémoire vise donc à élaborer les fondations mathématiques et techniques d'une CSD adaptée aux données d'IRMd par encodage tenseur-b. Une évaluation des performances de reconstruction des fODFs par ce modèle est ensuite effectuée sur des données simulées, en parallèle avec des mesures d'efficacité du calcul des mesures de microstructure. L'étude révèle que l'ajout d'un encodage planaire ou sphérique à un encodage linéaire réduit de seulement quelques degrés la résolution angulaire des fODFs reconstruites. De plus, la combinaison d'encodages linéaire et sphérique mène à un calcul précis des mesures de microstructure. Les résultats de ces travaux, incluant la proposition d'un protocole d'IRMd par encodage tenseur-b d'une durée de 10 minutes et 30 secondes, ouvrent la porte à la reconstruction des fODFs jumelée au calcul des précieuses mesures de microstructure