Ce manuscrit présente une approche novatrice au problème du traitement d'images omnidirectionnelles. Elle se démarque des autres approches par le fait que les traitements sont adaptés à la géométrie de l'image et effectués directement dans l'espace de l'image afin d'interpoler le moins possible les données originales de l'image. L'originalité de ce travail repose sur l'utilisation d'un ensemble de techniques de représentation de l'imprécision de la mesure de luminance induite par l'échantillonnage spatial de l'image. Ces techniques s'appuient sur une représentation par partition floue de l'image. Afin de traiter les images issues de capteurs omnidirectionnels catadioptriques, nous proposons une approche basée sur l'utilisation d'un espace projectif virtuel appelé le cylindre englobant. Ce cylindre nous permet de définir les différents opérateurs de convolution dans un espace quasi identique à celui de l'image perspective. Les opérateurs ainsi définis sont ensuite projetés sur l'image omnidirectionnelle pour tenir compte de la géométrie du capteur. Dans un premier temps, nous avons proposé une adaptation des masques de convolution aux images omnidirectionnelles prenant en compte les imprécisions sur la localisation du niveau de gris des pixels. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés plus précisément aux détecteurs de contours. Nous avons développé une nouvelle approche d'estimation de gradient utilisant des noyaux possibilistes. L'estimation du gradient est fournie sous la forme d'un intervalle de valeurs. Cet intervalle permet de seuiller naturellement les valeurs de gradient obtenues. La validité de nos approches est établie par des expérimentations sur des images omnidirectionnelles synthétiques et réelles. Les images synthétiques sont utilisées afin de tester la robustesse de nos détecteurs de contours en présence de bruit et d'étudier la bonne détection, bonne localisation et réponse unique du contour. Les images réelles permettent d'observer le comportement de nos méthodes vis à vis des variations d'illumination et des bruits d'acquisition.

En permettant le partage à grande échelle de données et d'algorithmes et en fournissant une quantité importante de puissance de calcul et de stockage, les grilles de calcul sont des plates-formes intéressantes pour les applications d'analyse d'images médicales. Dans cette thèse, nous étudions un problème d'analyse d'images médicales qui s'avère être une application dimensionnante pour les grilles, conduisant au développement de nouvelles méthodes et outils pour la description, l'implémentation et l'optimisation de flots de traitements. Le problème applicatif étudié est l'évaluation de la précision d'algorithmes de recalage d'images médicales en l'absence de vérité terrain. Nous faisons passer à l'échelle une méthode statistique d'évaluation de ces algorithmes et nous montrons des résultats de précision sur une base de données liée au suivi de la radiothérapie du cerveau. Ces résultats permettent notamment de détecter des défauts très légers au sein des données. Nous étendons ce schéma pour quantifier l'impact de la compression des images sur la qualité du recalage. Cette application étant représentative de problèmes typiques survenant sur les grilles, nous nous attachons à son déploiement et à son exécution sur ce type d'infrastructures. Pour faciliter une parallélisation transparente, nous adoptons un modèle générique de flots de traitements, dont nous proposons une nouvelle taxonomie. Pour répondre aux limitations de performance des moteurs d'exécution de flots existants, nous présentons MOTEUR, qui permet d'exploiter les différents types de parallélisme inhérents à ces applications. La définition d'un nouvel opérateur de composition de données facilite la description des applications d'analyse d'images médicales sur les grilles. Par une comparaison entre la grille de production EGEE et des grappes dédiées de Grid'5000, nous mettons en évidence l'importance de la variabilité de la latence sur une grille de production. En conséquence, nous proposons un modèle probabiliste du temps d'exécution d'un flot de traitement sur une grille. Ce modèle est centré sur l'utilisateur : il considère la grille toute entière comme une boîte noire introduisant une latence aléatoire sur le temps d'exécution d'une tâche. A partir de ce modèle, nous proposons trois stratégies d'optimisation visant à réduire l'impact de la latence et de sa variabilité : dans un flot de traitement, grouper les tâches séquentiellement liées permet de réduire la latence moyenne rencontrée, optimiser la valeur du délai d'expiration des tâches prémunit contre les valeurs extrêmes de la latence et optimiser la granularité des tâches permet de réduire le risque de rencontrer de fortes latences. Des accélérations significatives sont ainsi obtenues.

L'objet de ce travail, réalisé entre Thalès-Angénieux et l'Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne dans le cadre d'une convention CIFRE, porte sur l'analyse et la caractérisation de défauts apparaissant lors des différentes phases de fabrication de lentilles asphériques en fluorine. Les lentilles ainsi réalisées doivent être intégrées dans des produits et, de ce fait, ne doivent pas présenter de défauts gênants. La fluorine est une matière de plus en plus utilisée en optique de précision du fait de ses caractéristiques de transmission. La réalisation de dioptres asphériques dans cette matière est d'autant plus complexe. La fabrication de ces surfaces peut se faire de diverses façons. Des méthodes traditionnelles de polissage ou basées sur la microrectification et sur le tournage à l'outil diamant sont couramment utilisées. Cette dernière, relativement plus facile, plus rapide à mettre en œuvre et de coût moindre, donne néanmoins des surfaces inacceptables, non pas en terme de forme et de rugosité, mais des zones d'arrachement apparaissent sur le dioptre. Les moyens de mesure standard : profilométrie mécanique, déflectométrie, interférométrie sous rayonnements visibles monochromatique et polychromatique utilisés généralement à chaque étape de ces processus deviennent alors insuffisants et ne permettent pas d'expliquer l'origine de ces arrachements. Une étude de la structure cristallographique par diffraction des rayons X ainsi qu'une interprétation des résultats par un logiciel d'analyse d'images permet alors d'expliquer ce phénomène et de relier l'orientation du monocristal de fluorine à la réalisation de dioptres sans défauts. Ainsi il devient possible de remonter aux conditions d'usinage, de les modifier dans le but d'obtenir des surfaces exemptes de tout défaut.

L'analyse quantitative de la déformation des roches apparaît indispensable si l'on veut pouvoir comprendre et discuter les mécanismes de la déformation à différentes échelles d'observation. Dans ce mémoire, l'étude de la déformation finie à l'échelle microscopique, a été réalisée à partir de la forme et de l'orientation de cristaux constituant les populations de marqueurs. A cette fin, nous avons développé un outil permettant d'avoir facilement accès, aux paramètres de forme et d'orientation, sur lesquels reposent les différentes méthodes d'estimation du taux de déformation (Lapique 1987, Lapique et al. 1988). Nous avons opté pour une analyse interactive, où le manipulateur choisit et extrait lui même de l'image vidéo, les objets qui l'intéressent. L'analyseur vidéographique interactif permet l'observation et le traitement à partir d'une image couleur, ce qui met le géologue dans les conditions normales d'observation, lui permet la reconnaissance des phases minérales et lui facilite la saisie de la forme des objets (digitalisation de leur contour au moyen d'une tablette à numériser). Différentes méthodes de quantification de la déformation finie ont été testées (Panozzo 1983, 1984, Shimamoto et Ikeda 1976, RflF de Dunnet 1969, Fry 1979, diamètres de Féret) à partir de fabriques naturelles déformées artificiellement. Il ressort que la méthode des diamètres de Féret (Lapique 1987) donne les résultats les plus fiables en rapport axial de l'ellipse de déformation finie et en orientation de son grand axe quelque soit l'état initial, surtout dans le cas de faibles intensités. L'application des ces méthodes d'estimation du taux de déformation à la zone de cisaillement d'Abeibara-Rahrous (Adrar des Iforas, Mali) a permis de souligner l'importance de l'échelle d'observation. La combinaison de ce type de méthodes et d'autres englobant les phénomènes de rotation des marqueurs (Fernandez 1984, 1987) permet de cerner d'une manière plus précise, même à l'échelle microscopique, l'intensité de la déformation subie par cette zone. En considérant les phénomènes de déformation ductile (étirement des marqueurs tels que les quartz ou les opaques), et la rotation de marqueurs que l'on peut considérer comme essentiellement "rigides" comme les feldspaths, nous obtenons des estimations de l'ordre de Y = 6 qui se rapprochent des estimations réalisées à des échelles différentes (Boullier 1982, 1986). La digitalisation de la forme des marqueurs donne accès également à l'étude de l'orientation des fabriques et des dissymétries traduisant le sens de cisaillement, ainsi qu'à la distribution des rapports axiaux, des tailles et des indices d'ellipticité des populations de marqueurs. Ces paramètres permettent de comparer le comportement de marqueurs de différente nature et de situer les phénomènes de granulation ou de recristallisation en fonction de la quantité de déformation enregistrée par le minéral (dès les valeurs de rapport axial de 3.5 pour le quartz et de 6 pour les opaques). Ils permettent également de tester les hypothèses sur les formes théoriques des marqueurs. Une deuxième application concerne la détermination du régime de la déformation subie par les orthogneiss du Grand Paradis (Alpes occidentales, Italie). Les techniques et méthodes d'estimation de la déformation finie ont été appliquées, parallèlement à une étude des orientations préférentielles de réseau des quartz. Ces études ont permis de conclure que lors de la phase éocène, le régime de déformation était en cisaillement simple. Cette déformation s'est traduite par le jeu ou le rejeu de zones de cisaillement très localisées, avec des mouvements vers l'Est ou vers l'Ouest, qui limitent des compartiments ,où l'aplatissement est dominant (fabriques symétriques dans le plan XZ).

Les performances des instruments d'acquisition satellitaire progressent rapidement grâce au développement des technologies mais aussi grâce à la compréhension et l'intégration des phénomènes physiques complexes intervenant lors de l'acquisition. Cette thèse traite de plusieurs problèmes d'échantillonnage irrégulier dont les micro-vibrations des satellites dits push-broom tels que SPOT5 et les récents satellites Pléiades dont les capacités en imagerie permettent la détermination de modèles d'élévation très précis. Nous traitons aussi de l'inversion d'interferogrammes en spectrogrammétrie où l'irrégularité de l'échantillonnage est liée a la précision d'usinage des composants réfléchissants. Les micro-vibrations dans le cas du tangage sont estimées à partir d'une nappe de disparité altérée et non-dense par contraintes de parcimonie. Nous montrons expérimentalement que ce modèle et les algorithmes utilises permettent de résoudre en partie ce problème mal posé. L'ajout d'un apriori sur la régularité de l'élévation permet d'améliorer encore cette estimation dans les cas plus difficiles. Les images acquises en présence de micro-vibrations nécessitent de plus un reéchantillonnage auquel s'ajoute la déconvolution avec une problématique de coût numérique. L'algorithme que nous présentons ici répond a ces besoins grâce au cadre fonctionnel des splines que nous adaptons au problème de la déconvolution, avec des performances équivalentes a l'état de l'art et un coût numérique maîtrisé. Enfin nous abordons un problème inverse en interférométrie statique où la nature des signaux et de l'échantillonnage soulève de nombreuses questions, ce travail réalisé lors d'une R&T sur l'instrument SIFTI développé au CNES y apporte des réponses claires sous forme de résultats théoriques et numériques dans le cadre unifié des séries de Fourier non-harmoniques.

En neuroradiologie interventionnelle, la machine d'angiographie RX est le moyen d'imagerie par excellence pour guider le médecin dans l'accomplissement de son<br />geste thérapeutique. Cette machine permet l'acquisition d'une image 3D montrant les artères du patient (ou 3DXA). Cependant, le contrôle visuel du déploiement des<br /> outils (guide, cathéter...) est effectué en 2D avec une image temps réel (ou fluoroscopie). Cette thèse a pour ambition de contribuer à l'amélioration des techniqu<br />es de guidage en proposant des outils permettant une utilisation de l?image 3D durant le traitement.<br /><br />Les images étant acquises avec la même machine d'angiographie, nous avons consacré une partie de notre travail au développement de méthodes fiables de calibrage de<br /> la chaîne image portée par l'arceau rotatif de la machine. Le but était de comprendre si l'arceau se déformait ou non sous l'influence de son poids.<br /><br />Tirant parti du fait que les images sont acquises avec la même machine, nous avons ensuite proposé une méthode de recalage 3D2D entre l'image 3DXA et la fluorosc<br />opie. Cette méthode exploite les capteurs de position du système et incorpore les déformations subies par le système.<br /><br />Suite à ces travaux, un système permettant la fusion de l'image 3DXA avec la fluoroscopie a été développé en collaboration avec GE Healthcare et évalué au CHU de Nanc<br />y pour le traitement des anévrismes cérébraux.<br /><br />Enfin, un nouveau système doté de deux chaînes images (ou système bi-plan) a été installé à Nancy durant notre thèse. Après avoir développé une méthode de détection 2D du g<br />uide dans les images fluoroscopiques, nous avons initié une première étude de la reconstruction 3D du guide à partir des images bi-plan.

Thèse de doctorat : Traitement des images : Nice : 2002. / Bibliogr. p. 137-142. Résumés en français et en anglais.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Automatique et Informatique industrielle : Lille 1 : 2006. / N° d'ordre (Lille 1) : 3940. Résumé en français et en anglais. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. p. [191]-201. Liste des publications.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Ce manuscrit présente les travaux menés pour proposer un flot de conception permettant d'implanter des processeurs RISP dans un circuit reprogrammable (FPGA). Après une description des différentes solutions envisageables pour réaliser des prototypes dans le domaine du traitement d'image, ce document décrit une méthode qui consiste à générer des modèles matériels de processeurs destinés au traitement d'images, avec des opérateurs taillés sur une application donnée. Un ensemble d'expérimentations utilisant des algorithmes courants permet d'évaluer les performances du flot de conception proposé. Le prototypage rapide d'un système biométrique sans contact, basé sur la reconnaissance de paumes a été aussi réalisé sur la plateforme de test.