Ce travail de thèse en Mathématiques Appliquées a été effectué au sein du service Capteurs et Systèmes Electroniques (SCSE) au CEA-Leti, organisme majeur de la recherche publique française implanté à Grenoble. Il s'inscrit dans le cadre d'une collaboration avec le laboratoire de mathématiques appliquées Jean Kuntzmann (LJK) de l'Université Joseph Fourier (UJF). Le Leti développe des systèmes de capteurs de données terrestres (magnétomètres, accéléromètres...) capables de se géoréférencer de manière autonome. Placés sur des objets, ces dispositifs de capteursfournissent leur orientation propre dans l'espace, et ouvrent donc un vaste champ d'applications dans le domaine de l'acquisition et la reconstruction de formes.Le problème de la reconstruction de surfaces à partir de données d'orientation non structurées est par essence un problème mal posé. Cependant, des travaux précédents effectués au Leti ont permis de dégager un protocole fournissant un cadre valide pour le processus de reconstruction. Les capteurs ont été intégrés dans les rubans Morphosense : ces rubans souples équipés de noeuds de capteurs selon unegéométrie connue permettent ainsi le développement d'algorithmes de reconstruction de la courbe suivie par le ruban. L'application de rubans Morphosense sur une surface physique permet alors d'acquérir la famille des courbes suivies par les rubans et tracées sur la surface. Il s'agit ensuite d'exploiter le réseau des courbes ainsi obtenues pour reconstruire la surface. Dans un premier temps, nous revisitons la question de la reconstruction du ruban. Nous proposons des algorithmes de reconstruction de la courbe 3D suivie par le ruban Morphosense prenant maintenant en compte l'intégralité des données fournies par les capteurs d'orientation, ainsi que les propriétés méca-niques du ruban qui le conduisent à suivre des courbes géodésiques sur une surface. De ce point de vue, la reconstruction peut être considérée comme optimale.On étudie ensuite un ensemble de méthodes pour la reconstruction de surfaces à partir d'un réseau de courbes rubans. Dans le cas général, un tel type de réseau conduit à des problèmes de fermeture et d'estimation de données manquantes. La question de la fermeture, d'ordre essentiellement numérique et liée à des contraintes différentielles, concerne le réseau des courbes et la difficulté d'obtenir des contoursfermés. La question cruciale de l'estimation des données manquantes traduit le fait qu'aucune information sur la surface n'est connue et accessible en dehors du réseau des courbes rubans.Afin de s'affranchir de ces problèmes et de proposer des solutions pratiques pour la reconstruction, il est nécessaire de faire des hypothèses sur le modèle de surfaces à reconstruire ou sur la topologie de réseau de courbes acquises. Les méthodes développées s'inscrivent donc dans l'une des deux approchessuivantes.– D'une part des méthodes de reconstruction de surfaces développables et quasi-développables, qui modélisent de manière satisfaisante les surfaces étudiées dans le cadre de nombreuses applications.– D'autre part des méthodes de reconstruction à partir d'une topologie spécifique de réseaux de courbes (courbes quasi-planaires, contour ouvert), permettant de résoudre le problème de fermeture.L'ensemble des méthodes proposées dans ces travaux permet ainsi de formuler un processus global de reconstruction de surfaces, qu'il est possible d'adapter aux problèmes étudiés en pratique, afin de proposer une solution à la fois simple et précise dans chaque cas. La validation des résultats dans le cadre des données réelles fournies par les rubans Morphosense nous a conduit à développer des dispositifs métrologiques. Enfin, notons que le contexte général des données d'orientation étudié ici soulève des problématiques peu classiques, voire nouvelles, auxquelles nous avons essayé d'apporter des solutions originales, en particulier au travers d'algorithmes d'interpolation et d'optimisation. / This PhD thesis in applied mathematics was conducted within the Electronic Systems andSensors department of the CEA-Leti (Atomic Energy and Alternative Energies Commission - Laboratory for Electronics and Information Technologies), a major organism for technological research located in Grenoble, France. This work originated from a partnership with the applied mathematics laboratory (LJK) of the Joseph Fourier university (UJF). The Leti develops embedded systems equiped with micro-sensors (magnetometers, accelerometers...) from which it is possible to retrieve informations about their spatial orientation. These systems allow for innovative applications in the field of shape acquisition and reconstruction. The problem of reconstructing surfaces from unstructured orientation data is ill-posed. However, previous work done within the Leti came up with a valid reconstruction protocol. The micro-sensors were integrated into the Morphosense ribbon : this flexible ribbon instrumented with sensor knots according to a known geometry is at the core of a number of reconstruction algorithms for the curves followed by the ribbon. When lied on a physical surface, Morphosense ribbons then allow the acquisition and reconstruction of a network of curves on the surface, that are then used for the reconstruction of the entire surface. We first propose new algorithms for curve reconstruction thanks to the Morphosense ribbon. Those new methods now integrate the orientation informations provided by the sensors in their entirety, as well as the mechanical properties of the ribbon that force it to follow geodesic curves on a surface. From this point of view, the curve reconstruction can be considered optimal, as it integrates all the information embedded in the ribbons' structure. We then study a set of methods for the reconstruction of surfaces using a network of ribbon curves. Such a network generally leads to problems linked to the closure of the network and missing data estimation. The closure of the network is essentially a numerical problem related to differential constraints. The missing data corresponds to the lack of information on the surface outside the network of curves. In order to deal with these problems and propose practical solutions for the reconstruction, hypotheses either on the surface models or the topology of the network of curves are required. Therefore, the developed methods fall within the two following approaches.– On the one hand, reconstruction methods for developable and quasi-developable surfaces, which are a good approximation for the surfaces considered in numerous applications.– On the other hand, reconstruction methods from networks of curves with specific topologies (quasi-planar curves, open network) so as to deal with the closure problem.The set of methods developed in this work allow to formulate a global process for the reconstruction of surfaces, with flexible algorithms adapting to the different practical situations, so as to propose a solution both simple and precise in each case. The validation of our results in the case of real sensors data provided by the Morphosense ribbons also led us to develop metrological device. Finally, notice that the general context of reconstruction from orientation data studied here raises original theorical problems, to which we tried to answer with innovative solutions through interpolation and optimization algorithms.

Conventional 2D mammography was the most effective approach to detecting early stage breast cancer in the past decades of years. Tomosynthetic breast imaging is a potentially more valuable 3D technique for breast cancer detection. The limitations of current tomosynthesis systems include a longer scanning time than a conventional digital X-ray modality and a low spatial resolution due to the movement of the single X-ray source. Dr.Otto Zhou's group proposed the concept of stationary digital breast tomosynthesis (s-DBT) using a Carbon Nano-Tube (CNT) based X-ray source array. Instead of mechanically moving a single X-ray tube, s-DBT applies a stationary X-ray source array, which generates X-ray beams from different view angles by electronically activating the individual source prepositioned at the corresponding view angle, therefore eliminating the focal spot motion blurring from sources. The scanning speed is determined only by the detector readout time and the number of sources regardless of the angular coverage spans, such that the blur from patient's motion can be reduced due to the quick scan. S-DBT is potentially a promising modality to improve the early breast cancer detection by providing decent image quality with fast scan and low radiation dose. DBT system acquires a limited number of noisy 2D projections over a limited angular range and then mathematically reconstructs a 3D breast. 3D reconstruction is faced with the challenges of cone-beam and flat-panel geometry, highly incomplete sampling and huge reconstructed volume. In this research, we investigated several representative reconstruction methods such as Filtered backprojection method (FBP), Simultaneous algebraic reconstruction technique (SART) and Maximum likelihood (ML). We also compared our proposed statistical iterative reconstruction (IR) with particular prior and computational technique to these representative methods. Of all available reconstruction methods in this research, our proposed statistical IR appears particularly promising since it provides the flexibility of accurate physical noise modeling and geometric system description. In the following chapters, we present multiple key techniques of statistical IR to tomosynthesis imaging data to demonstrate significant image quality improvement over conventional techniques. These techniques include the physical modeling with a local voxel-pair based prior with the flexibility in its parameters to fine-tune image quality, the pre-computed parameter κ incorporated with the prior to remove the data dependence and to achieve a predictable resolution property, an effective ray-driven technique to compute the forward and backprojection and an over-sampled ray-driven method to perform high resolution reconstruction with a practical region of interest (ROI) technique. In addition, to solve the estimation problem with a fast computation, we also present a semi-quantitative method to optimize the relaxation parameter in a relaxed order-subsets framework and an optimization transfer based algorithm framework which potentially allows less iterations to achieve an acceptable convergence. The phantom data is acquired with the s-DBT prototype system to assess the performance of these particular techniques and compare our proposed method to those representatives. The value of IR is demonstrated in improving the detectability of low contrast and tiny micro-calcification, in reducing cross plane artifacts, in improving resolution and lowering noise in reconstructed images. In particular, noise power spectrum analysis (NPS) indicates a superior noise spectral property of our proposed statistical IR, especially in the high frequency range. With the decent noise property, statistical IR also provides a remarkable reconstruction MTF in general and in different areas within a focus plane. Although computational load remains a significant challenge for practical development, combined with the advancing computational techniques such as graphic computing, the superior image quality provided by statistical IR will be realized to benefit the diagnostics in real clinical applications.

Sedimentary rocks in the Mecca Hills record a 3-4 Myr history of basin evolution and deformation within the southern San Andreas fault (SAF) zone. Detailed geologic mapping, measured sections, lithofacies analysis, and preliminary paleomagnetic data indicate that sedimentation and deformation in the Mecca Hills resulted from evolution of local fault zone complexities superimposed on regional subsidence and uplift. Sediment was derived from sources northeast of the SAF and transported southeast along the fault zone in large rivers, alluvial fans, and a smaller fault-bounded lake. Inversion of the Painted Canyon fault from oblique SW-side down to SW-side up slip was the main control on local deposition and deformation. Regional controls are suggested by an angular unconformity observed in the Mecca and Indio Hills along ~50 km of the SAF and synchronous post-740 ka uplift northeast of the SAF along ~80 km of the fault zone.

La théorie de l'échantillonnage uniforme des signaux, développée en particulier par C. Shannon, est à l'origine du traitement numérique du signal. Depuis, de nombreux travaux ont été consacrés à l'échantillonnage non uniforme. Celui-ci permet, d'une part, de modéliser les imperfections des dispositifs d'échantillonnage uniforme. D'autre part, l'échantillonnage peut être effectué de manière délibérément non uniforme afin de bénéficier de propriétés particulières, notamment un assouplissement des conditions portant sur le choix de la fréquence moyenne d'échantillonnage. La plupart de ces travaux reste dans un cadre théorique en adoptant des schémas d'échantillonnage et des modèles de signaux simplifiés. Or, actuellement, dans de nombreux domaines d'application, tels que les communications par satellites, la conversion analogique-numérique s'effectue sous des contraintes fortes pour les largeurs de bande mises en jeu, en raison notamment des fréquences très élevées utilisées. Ces conditions opérationnelles accentuent les imperfections des dispositifs électroniques réalisant l'échantillonnage et induisent le choix de modèles de signaux et de schémas d'échantillonnage spécifiques. Cette thèse a pour objectif général d'identifier des modèles d'échantillonnage adaptés à ce cadre applicatif. Ceux-ci s'appliquent à des signaux aléatoires passe-bande, qui constituent un modèle classique en télécommunications. Ils doivent prendre en compte des facteurs technologiques, économiques ainsi que des contraintes bord de complexité et éventuellement intégrer des fonctionnalités propres aux télécommunications. La première contribution de cette thèse est de développer des formules d'échantillonnage non uniforme qui intègrent dans le domaine numérique des fonctionnalités délicates à implémenter dans le domaine analogique aux fréquences considérées. La deuxième contribution consiste à caractériser et à compenser les erreurs de synchronisation de dispositifs d'échantillonnage non uniforme particuliers, à savoir les convertisseurs analogique-numérique entrelacés temporellement, via des méthodes supervisées ou aveugles. / The theory of uniform sampling, developed among others by C. Shannon, is the foundation of today digital signal processing. Since then, numerous works have been dedicated to non uniform sampling schemes. On the one hand, these schemes model uniform sampling device imperfections. On the other hand, sampling can be intentionally performed in a non uniform way to benefit from specific properties, in particular simplifications concerning the choice of the mean sampling frequency. Most of these works have focused on theoretical approaches, adopting simplified models for signals and sampling devices. However, in many application domains, such as satellite communications, analog-to-digital conversion is submitted to strong constraints over the involved bandwidth due to the very high frequencies used. These operational conditions enhance the imperfections of the involved electronic devices and require the choice of particular signal models and sampling schemes. This thesis aims at proposing sampling models suitable for this context. These models apply to random band-pass signals, which are the classical models for telecommunication signals. They must take into account technological, economical factors and on-board complexity constraints and allow to integrate particular functionalities useful for telecommunication applications. This thesis first contribution is to develop non uniform sampling formulas that can digitally integrate functionalities that appear to be tricky in the analog domain at the considered frequencies. The thesis second contribution consists in applying non uniform sampling theory to the estimation and compensation of synchronization errors encountered in particular sampling devices, the timeinterleaved analog-to-digital converters. This estimation will be performed through supervised or blind methods.

L'analyse du comportement des petits animaux de laboratoire tels que rats et souris est fondamentale en recherche biologique. L'objectif de cette thèse est de faire des mesures anatomiques sur le squelette de souris à partir de vidéos et de démontrer la robustesse de ces mesures par une validation quantitative. Les principales difficultés viennent du sujet d'étude, la souris, qui, vu comme un objet géométrique, peut subir de grandes déformations très rapidement et des conditions expérimentales qui ne permettent pas d'obtenir des flux vidéos de même qualité que pour l'étude de l'humain. Au vu de ces difficultés, nous nous concentrons tout d'abord dans le Chapitre 2 sur la mise en place d'une méthode de recalage de squelette à l'aide de marqueurs collés sur la peau de l'animal. On montre que les effets de couplage non-rigide entre peau et squelette peuvent être contre-carrés par une pondération de l'influence des différents marqueurs dans la cinématique inverse. Cela nous permet de justifier que, malgré ce couplage non rigide, des informations sur la peau de l'animal sont suffisantes pour recaler de manière précise et robuste les structures squelettiques. Nous développons pour cela une chaîne de traitement de données morphologiques qui nous permet de proposer un modèle générique d'animation du squelette des souris. La méthode de cinématique inverse pondérée est validée grâce à des vidéos radiographiques. Ayant justifié de l'utilisation de points à la surface de la peau (l'enveloppe) pour recaler le squelette, nous proposons dans le Chapitre 3 un nouveau modèle de déformation de l'enveloppe. Ce modèle, appelé OQR (pour Oriented Quads Rigging, gréage de quadrilatères orientés), est une structure géométrique flexible possédant les bonnes propriétés de déformation de l'animation par cage. A l'instar des squelettes d'animation, elle permet d'avoir une paramétrisation haut-niveau de la morphologie et du mouvement. Nous montrons également comment, grâce à cette bonne déformation de l'enveloppe, nous pouvons utiliser les sommets du maillage déformé comme marqueurs pour la méthode de recalage du squelette du Chapitre 2. Dans les chapitres 2 et 3, nous avons construit un modèle de souris qui permet d'animer en même temps l'enveloppe et le squelette. Ce modèle est paramétré par OQR. Nous proposons donc dans le Chapitre 4 une méthode d'extraction de ces paramètres à partir soit d'une séquence de maillage sans cohérence temporelle soir directement à partir d'images segmentées. Pour contraindre le problème, nous faisons l'apprentissage d'un espace réduit de configurations d'OQR vraisemblables. / Analysing the behaviour of small laboratory animals such as rats and mice is paramount in clinical research. We aim at recovering reliable anatomical measures of the skeleton of mice from videos and at demonstrating the robustness of these measures with quantitative validation. The most challenging aspects of this thesis reside in the study subject, mice, that is highly deformable, very fast and in the experimental conditions that do not allow for video data equivalent to what can be obtained with human subjects. In regards to the first challenge, we first focus on a marker-based tracking method with markers glued on the skin of the animal in Chapter 2. We show that the effects of the non-rigid mapping between skin and bones can be pre-empted by a weighting of the influences of the different markers in inverse kinematics. This allows us to demonstrate that, despite the non-rigid mapping, features on the skin of the animal can be used to accurately and robustly track the skeletal structures. We therefore develop a pipeline to process morphological data that leads to a generic animation model for the skeleton of mice. The weighted inverse kinematics method is validated with X-ray videos. Chapter 2 proves that points on the surface of the animal (on the envelope) can be used to track the skeletal structures. As a result, in Chapter 3, we propose a new deformation model of the envelope. This model, called OQR (Oriented Quads Rigging), is a flexible geometrical structure that has the nice deformation properties of cage-based animation. Like animation skeletons, OQR gives a high-level representation of the morphology and of the motion. We also show how, thanks to a well-deformed envelope, we can use a sub-set of the vertices of the deformed mesh as markers to apply the method of tracking of skeletal structures developed in Chapter 2. With Chapters 2 and 3, we have built a model of mice that allows us to animate at the same time the envelope and the skeleton. This model is parameterised by OQR. In Chapter 4, we therefore propose a method to recover the OQR parameters from either a sequence of meshes without temporal coherence or directly from segmented images. To regularise the tracking problem, we learn a manifold of plausible OQR configurations.

Dans cette thèse, nous cherchons à reconstruire une approximation d'une variété connue seulement à partir d'un nuage de points de grande dimension l'échantillonnant. Nous nous efforçons de trouver des méthodes de reconstructions efficaces et produisant des approximations ayant la même topologie que la variété échantillonnée. Une attention particulière est consacrée aux flag-complexes et particulièrement aux complexes de Rips. Nous montrons que le complexe de Rips capture la topologie d'une variété échantillonnée en supposant de bonnes conditions d'échantillonnage. En tirant avantage de la compacité des flags-complexes qui peuvent être représentés de manière compacte avec un graphe, nous présentons une structure de données appelée squelette/bloqueurs pour complexes simpliciaux. Nous étudions ensuite deux opérations de simplifications, la contraction d'arête et le collapse simplicial, qui s'avèrent utiles pour réduire un complexe simplicial sans en changer sa topologie. / In this thesis, we look for methods for reconstructing an approximation of a manifold known only through a high-dimensional point cloud. Especially, we are interested in efficient methods that produce approximations that share the same topology as the sampled manifold. A particular attention is devoted to flag-complexes and more specially to Rips complexes due to their compactedness. We show that the Rips complex shares the topology of a sampled manifold under good sampling conditions. By taking advantage of the compactedness of flag-complexes, we present a data structure for simplicial complexes called skeleton/blockers. We then study two simplification operations, the edge contraction and the simplicial collapse, that turn out to be useful for reducing a simplicial complex without changing its topology.

Les tâches réalisées en traitement d'image tendent à devenir de plus en plus complexes. Par exemple, dans le contexte routier, les systèmes d'aide à la conduite, (Advanced driver-assistance systems), visent à une automatisation complète de la tâche de conduite. L’évaluation de la fiabilité représente un enjeu important pour ce type d’application. Face à la difficulté des tâches à réaliser, les chaînes de traitements sont souvent divisées en de nombreuses étapes de calculs de sorte qu'il est difficile de caractériser les sorties de la chaîne en fonction des perturbations des entrées. Les étapes du traitement consistent le plus souvent en des problèmes formulés comme la minimisation d'une énergie. Cette énergie est généralement difficile à optimiser, ce qui nécessite la mise en œuvre de méthodes d’optimisation adaptées. Dans cette thèse, nous cherchons à caractériser la solution d’un traitement à partir des calculs réalisés au cours de l’étape d'optimisation. Cette approche nous a permis de proposer des indices de stabilité de la solution dans le cadre de deux méthodes d’optimisation discrètes : la coupure de graphe et la programmation dynamique. Tout d’abord, nous nous sommes intéressés au problème de la reconstruction stéréoscopique en contexte routier et au dé-bruitage, dans le cadre de l’optimisation par coupure de graphe. Les modèles issus de l’interprétation bayésienne amènent à optimiser des énergies qui ne peuvent pas être traitées avec les schémas d’optimisation classiques par fusion binaire. Nous avons proposé un schéma adapté qui met en jeu des fusions binaires par expansion et par saut. L’application de ce schéma aux problèmes de la reconstruction stéréoscopique et au dé-bruitage, nous a permis d’obtenir des solutions possédant les caractéristiques que nous recherchions : des contours d’objets nets et des dégradés progressifs dans les zones homogènes. Ensuite, dans le contexte de la programmation dynamique, nous avons réinterprété l’a priori mis en jeu dans la méthode de reconstruction Semi-Global Matching ainsi que certaines de ses variantes. Nous avons proposé d’ajouter un paramètre à ces méthodes afin de modifier les directions privilégiées par l’a priori. Enfin, nous avons proposé des indices de stabilité de la solution dans le cadre de la coupure de graphe et de la programmation dynamique. La prise en compte de ces indices, dans une étape de raffinement des solutions, permet une amélioration des résultats / Problems solved by image processing tend to be more and more complex. For instance, in road context, ADAS (Advanced driver-assistance systems) aim to a completely automatic diving tack. Evaluating system reliability is an important challenge in that case. These tasks being hard to perform, processing chains are often divide in numerous processing steps. As a consequence, characterizing the output using the input of the chain is not obvious. Most of the time, image processing steps are formulate as an energy minimization. These energies are often hard to minimize and need to apply suitable optimization methods. In this thesis, we aim to characterize the solution during the optimization step. Using this approach, we proposed stability index with two discrete optimization methods : graph-cut and dynamic optimization. First, we focused on stereoscopic reconstruction problem in road context and on denoising problem using graph-cut. Models obtained by Bayesian interpretation lead to optimize energies witch cannot be handled by classical binary fusion optimization scheme. We proposed a suitable scheme composed of fusion by expansion and fusions by step. When this scheme is apply to stereoscopic reconstruction and denoising, obtained solution have the wanted characteristics : sharp edges and shading in homogeneous areas. Next, in dynamic programming context, we reinterpreted the prior used in Semi-Global Matching (SGM) stereoscopic reconstruction method and in some of its variants. We proposed an additional parameter in order to modify the favored direction in the prior. At last, we proposed stability index of the solution in graph-cut and dynamic programing context. Using this index in a solution refinement step shows improvements

La tomographie par émission de positrons est une technique d’imagerie nucléaire utilisant des noyaux radioactifs. Elle est utilisée dans le domaine clinique et préclinique. Cette dernière nécessite l’utilisation de petits animaux, comme la souris. Comme en imagerie clinique, l’objectif est d’obtenir le meilleur signal avec la meilleure précision spatiale possible. Cependant, un rapport d’échelle homme-souris suggère une résolution inférieure à 1 mm3. Un imageur conventionnel est constitué de modules de détection entourant le patient, orientés radialement. Cette approche lie efficacité et résolution spatiale. Ce travail concerne l’étude de la géométrie axiale. Les éléments de détection sont ici orientés parallèlement à l’objet. Ceci limite la corrélation entre efficacité de détection et résolution spatiale, et ainsi permet d’obtenir une haute résolution et haute sensibilité. La simulation de prototypes a permis d’envisager une résolution spatiale moyenne inférieure au millimètre et une efficacité de 15 ou 40% selon l’extension axiale. Ces résultats permettent de présager de bonnes perspectives en imageries préclinique et clinique. / Positrons emission tomography is a nuclear imaging technics using nuclear decays. It is used both in clinical and preclinical studies. The later requires the use of small animals such as the mouse. The objective is to obtain the best signal with the best spatial resolution. Yet, a weight ratio between humans and mice indicates the need of a sub-millimeter resolution. A conventional scanner is based on detection modules surrounding the object to image and arranged perpendicularly. This implies a strong relationship between efficiency and spatial resolution. This work focuses on the axial geometry in which detection modules are arranged parallel to the object. This limits the relationship between the figures of merit, leading to both high spatial resolution and efficiency. The simulations of prototypes showed great perspectives in term of sub-millimeter resolution with efficiencies of 15 or 40% according to the scanner’s axial extension. These results indicate great perspectives for both clinical and preclinical imaging.

L'angiographie coronarienne RX (ou coronarographie) reste la modalité de référence permettant de déterminer avec précision le degré et le nombre de sténoses coronariennes ainsi que le nombre de vaisseaux atteints. L'objectif de ce travail de thèse de doctorat concerne l'amélioration de la reconstruction 3D des coronaires afin d'améliorer le diagnostic, ainsi que la sécurité et la précision des interventions minimalement invasives. Dans un premier temps, une contribution majeure vise à améliorer l'étape de calibration du système d'imagerie rotationnelle R-X. Premièrement, nous avons donc proposé un nouvel algorithme de calibrage basé objet inspiré de la méthode de Xu et al, dédié au système robotisé Artis Zeego. Deuxièmement, nous transposons les géométries de projection dans le système de coordonnées du C-arm. Nous avons proposé des modèles de mouvement des géométries de projection en considérant objectivement et systématiquement tous les facteurs possibles. Ces modèles de mouvement permettent de simplifier la procédure de calibration en routine clinique. The résultats expérimentaux indiquent que les modèles de mouvement proposés ont une précision acceptable afin estimer les paramètres d'acquisition. Dans un second temps, une contribution majeure vise à proposer une nouvelle méthode de reconstruction des coronaires par compensation de mouvement. Les étapes de reconstruction sont: l'opérateur de projection, la segmentation des projections acquises, le recalage iconique, la reconstruction initiale et la reconstruction avec compensation de mouvement. Nous avons opté pour l'opérateur de projection Distance Driven simplifié proposé par Oukili. Nous avons adopté comme mesure de similarité l'information Mutuelle (MI) avec un terme de rigidité. Pour optimiser cette fonction de coût, nous avons utilisé la méthode Advanced Adaptive Stochastic Gradient Descent (ASGD). Nous avons adopté une reconstruction statistique itérative basée on MAP et l'a priori L0. Les résultats expérimentaux indiquent que la méthode proposée améliore visuellement la qualité de la reconstruction. Le contraste et les détails des reconstructions sont améliorés par compensation de mouvement. / The rotational angiography RX of the coronaries is a standard modality to determine the degree and the number of the coronaries stenosis. The objective of this dissertation aims at improving the 3D reconstruction of the coronary arteries, which can improve the diagnosis, the security and the precision of the minimal invasive interventions.For the first part, the major contribution is improving the calibration procedure of the rotational R-X imaging system. First, we propose a new calibration algorithm based on the classical helical phantom on the Artis-Zeego system. Second, we transfer the geometries to the C-arm coordinate system. Last, we propose the movement models of the projection geometries objectively and systematically at 3 representative work positions. The movement models simplify the clinical procedures. The experiment results indicate that the proposed movement models have an acceptable precision to estimate the acquisition parameters.For the second part work, the major contribution is proposing a new reconstruction method by motion compensation. The steps of the reconstruction method include: the forward projection, the segmentation of the acquired projection, registration, the initial and motion compensated reconstruction. We adopt the advanced Simplified Distance Driven projector to generate the forward projection. We use the mutual information (MI) and rigidity penalty (RP) to be the similarity measure. We adopt the advanced Adaptive Stochastic Gradient Descent (ASGD) to realize the optimization. The initial and the compensated reconstruction are based on the MAP iterative reconstruction. The experiment results indicate that the proposed method improves the quality of the 3D reconstruction. The contrast and the details of the coronary arteries are improved by the proposed motion compensation reconstruction method.

La Chute du Mur et la Réunification inaugurent une nouvelle ère pour Berlin : celle de sa reconstruction et de sa normalisation en tant que capitale de la nouvelle Allemagne. Dans le même temps, la ville connaît, comme toute grande métropole, les transformations de son espace conjointes de notre époque postmoderne. Ses métamorphoses se retrouvent dans les fictions de l'extrême contemporain, qui y voient une chambre d'écho à leurs préoccupations identitaires. Cette thèse s'attache à préciser cette image de Berlin à l'aune de ces fictions. L'étude se consacrera à un corpus de romans urbains, issu des littératures française, belge, allemande et suisse-allemande, allant de 1989 à 2009, témoignant d'un intérêt qui transcende les frontières nationales. Fictions procédant de l'imaginaire du labyrinthe, elles réinventent une ville sensible, complexe, traversée par les contradictions, mais profondément vivante et tournée vers l'avenir à l'image du chantier qui caractérise le Berlin contemporain. / The Fall of the Wall and Reunification inaugurate a new era for Berlin: the reconstruction and its standardization as the capital of the new Germany. At the same time, like any metropolis, the city knows the typical transformations of our postmodern time. These Metamorphoses can be found in the most recent fiction and echo the identity issue. This thesis attempts to clarify the image of Berlin in the light of these fictions. The study will focus on a corpus of urban novels, from the French, Belgian, German and Swiss-German literature, from 1989 to 2009, reflecting an interest that transcends national borders. Novels based on the fantasy of the maze reinvent a sensitive; complex city, crossed by contradictions, but deeply alive and looking to the future like the construction that characterizes the contemporary Berlin.