GDR-PRC ISIS
GT4 - Modèles Déformables Dynamiques

GDR MSPC
GT Vision et Perception

Journée Thématique Commune
Mise en correspondance non rigide d'images et de formes

Lundi 22 Novembre 1999

Amphithéâtre Hermite
Institut Henri Poincaré (IHP)
11, Rue Pierre et Marie Curie
75005 Paris



Programme



Les interventions sont réparties en séquences de 45 minutes comportant 35 minutes d'exposé suivies de 10 minutes de questions et discussion.

09h30 - 09h45 Nicolas ROUGON - Patrick CLARYSSE - Laurent COHEN - Laurent YOUNES
Présentation de la journée
09h45 - 10h30 Frédéric RICHARD
(Equipe PRISME / Université Paris V-René Descartes)
Mise en correspondance élastique de mammographies droite/gauche
10h30 - 11h15 Olivier MUSSE*, Fabrice HEITZ**, Jean-Paul ARMSPACH*
(*Institut de Physique Biologique / **LSIIT)
Recalage non-rigide d'images 3D : une approche paramétrique sur des sous-espaces d'échelle emboîtés
11h15 - 11h30 Pause
11h30 - 12h15 Martin LEFEBURE - Laurent COHEN
(Poseidon - CEREMADE, Université Paris Dauphine)
Recalage de signaux et d'images et hypothèse de rigidité locale
12h15 - 14h00 Déjeuner
14h00 - 14h45 Alain TROUVE
(Université Paris XIII)
Matching de formes et groupes de difféomorphismes
14h45 - 15h30 Pascal CACHIER
(INRIA - Projet EPIDAURE)
Recalage non rigide rapide d'images médicales par descente de gradient
15h30 - 15h45 Pause
15h45 - 16h30 Gerardo HERMOSILLO - Olivier FAUGERAS - José GOMEZ
(INRIA - Projet Robotvis)
Déploiement cortical par des méthodes de surfaces de niveaux


Résumés des interventions



Olivier MUSSE*, Fabrice HEITZ**, Jean-Pierre ARMSPACH*
(*Institut de Physique Biologique / **LSIIT)

Recalage non-rigide d'images 3D : une approche paramétrique sur des sous-espaces d'échelle emboîtés.


Nous présentons une méthode de recalage non-rigide 3D basée sur une représentation multiéchelle de la transformation. Les déformations 3D sont paramétrées à différents niveaux de résolution par une décomposition du champ de déformations sur un ensemble de sous-espaces emboîtés, engendrés à partir de versions dilatées et translatées d'une seule fonction d'échelle (B-spline). Les déformations sont estimées par une approche descendante en venant minimiser successivement dans chaque sous espace, la même fonction d'énergie globale, non linéaire. Pour les résolution grossières, les paramètres du modèle sont estimés par une méthode de quasi-Newton, alors qu'aux niveaux de résolution élevés, sous une hypothèse de petites déformations, une approche locale rapide par linéarisation du champ est utilisée.

Contrairement aux approches multigrille classiques reposant sur une pyramide d'images, cette méthode permet de réaliser un recalage hiérarchique sans aucune réduction des données images. De plus, comme le champ de déformations hérite des propriétés de la fonction d'échelle, on peut facilement imposer des contraintes de continuité et de dérivabilité à la déformation en choisissant une fonction d'échelle adéquate. Cette approche s'est montrée efficace pour l'estimation de grands déplacements fortement non linéaires dans le cadre du recalage inter-patient d'images IRM 3D du crâne. L'estimation de champs denses 3D (128*128*128) ne requiert qu'environ 10 minutes sur une station monoprocesseur (HP9000/240MHz) .

Mots-Clés : Recalage non-rigide 3D, images IRM 3D du cerveau, représentation multiéchelle.

Références :

[1] O.Musse, F. Heitz, J.P. Armspach,
3D Deformable image matching using multiscale minimization of global energy functions,
Proceedings International Conference on Computer Vision and Pattern Recogition (CVPR'99), Juin 1999, Fort Collins, CO.

[2] O.Musse, F. Heitz, J.P. Armspach,
Recalage non rigide et dense d'images volumiques par une approche multiéchelle continue,
Actes 17ème Colloque GRETSI sur le Traitement du Signal et des Images (GRETSI'99), Vannes, France, Septembre 1999.

Contacts :
Olivier MUSSE / Jean-Paul ARMSPACH
Institut de Physique Biologique
4, Rue Kirschléger
67085 Strasbourg Cedex
Fabrice HEITZ
Laboratoire des Sciences de l'Image de l'Informatique
et de la Télédétection (LSIIT)
Boulevard Sébastien Brandt
67400 Illkirch
Email : musse@ipb.u-strasbg.fr
armspach@ipb.u-strasbg.fr
Email : fabrice.heitz@ensps.u-strasbg.fr
WWW : http://www-ipb.u-strasbg.fr/gitim/ WWW : http://picabia.u-strasbg.fr/lsiit/



Frédéric RICHARD
(Equipe PRISME / Université Paris V-René Descartes)

Mise en correspondance élastique de mammographies droite/gauche


Dans le but de comparer localement les mammographies droite et gauche de mêmes patientes et de détecter ainsi d'éventuelles tumeurs, nous nous sommes attachés au problème préalable de mettre en correspondance ces paires d'images. Pour traiter ce problème, certains auteurs ont proposé d'appliquer la technique de landmark matching développée par Bookstein. Mais, les mammographies n'ayant pas d'autres landmarks que ceux localisés sur les contours de sein, il est difficile d'utiliser cette méthode pour interpoler une mise en correspondance signifiante de l'intérieur des seins. Aussi, proposons-nous d'adopter une autre technique, l'image-matching, selon laquelle la mise en correspondance est calculée d'après la parenté locale des niveaux de gris des images et non plus à partir de landmarks.

Sous sa forme usuelle, l'image-matching est un problème de minimisation d'une fonctionnelle composée de deux termes. Le premier de ces termes mesure la similarité des images. Le second permet de contrôler la régularité de la correspondance et fut généralement choisi parmi les énergies de déformation de la mécanique des milieux continus. Nous présentons une étude dans laquelle nous appliquons un modèle basé sur l'élasticité linéarisée à la mise en correspondance de mammographies.

Dans un premier temps, nous donnons une formulation du problème avec conditions aux bords de Dirichlet non-homogènes, nous dérivons les équations variationnelles associées et décrivons un algorithme itératif qui permet d'en approcher la solution. En nous appuyant sur la méthode de discrétisation de Galerkin, nous présentons ensuite une mise en oeuvre multi-grille/multi-échelle de cet algorithme. En dernier lieu, nous passons à l'application. Nous présentons une manière de préciser des conditions aux bords sur les contours des seins et montrons quelques résultats. Nous analysons les correspondances obtenues pour savoir si l'hypothèse des petites pertubations (h.p.p.) qui permet d'obtenir le modèle linéarisé en élasticité est respectée et si le modèle non linéarisé (modèle hyperélastique) est à envisager.

Mots-Clés : Mise en correspondance, image matching, mammographie, détection de tumeurs, EDP, élasticité, multi-grille, multi-échelle.

Références : Aucune

Contacts :
Frédéric RICHARD
Equipe PRISME
UFR de Mathématiques et d'Informatique
Université Paris V - René Descartes
45, Rue des Saints-Pères
75270 Paris Cedex
Email : Frederic.Richard@math-info.univ-paris5.fr
WWW : http://www.math-info.univ-paris5.fr:80/~richar/



Pascal CACHIER
(INRIA - Projet EPIDAURE)

Recalage non rigide rapide d'images médicales par descente de gradient


En recalage rigide, la majorité des méthodes basées sur l'intensité des images consiste à trouver et à minimiser un critère de recalage adéquat. En recalage non rigide, l'intérêt a plutôt porté sur le modèle physique utilisé pour régulariser le problème, en faisant l'hypothèse de conservation de l'intensité. Lorsque des critères de recalage moins contraignants ont été utilisés, l'adaptation au recalage non rigide s'est souvent faite par des algorithmes de block-matching.

Nous proposons de replacer le problème du recalage non rigide dans un cadre variationnel, et de minimiser une énergie adaptée au recalage en fonction des paramètres de la déformation cherchée via une descente de gradient. Les développements et des résultats de l'implémentation sont montrés dans le cas où l'énergie de recalage suppose la conservation de l'intensité et où l'énergie de régularisation est une énergie d'étirement. Les hypothèses simples de linéarité et d'homogénéité du modèle physique choisies ici permettent une implémentation rapide.

De plus, puisque le recalage non rigide possède deux composantes indissociables, le recalage et la régularisation, nous proposons de comparer la performance des algorithmes non sur leur seule capacité à recaler, mais dans un espace recalage/régularité qui prend en compte ces deux composantes. Nous utilisons cette espace recalage/régularité pour justifier l'utilisation de certaines pondérations dans l'énergie de régularisation.

Mots-Clés : Recalage non rigide rapide, imagerie médicale, descente de gradient, espaces recalage/régularité, filtres pondérés.

Références : Aucune

Contacts :
Pascal CACHIER
INRIA - Projet EPIDAURE
2004, Route des Lucioles
BP 93 - 06902 Sophia Antipolis Cedex
Email : Pascal.Cachier@sophia.inria.fr



Gerardo HERMOSILLO - Olivier FAUGERAS - José GOMEZ
(INRIA - Projet ROBOTVIS)

Déploiement cortical par des méthodes de surfaces de niveaux

Nous modélisons le problème du gonflement du cortex cérébral comme un problème de propagation de front d'onde, régi par une Equation aux Dérivées Partielles (EDP) résolue par des méthodes de surfaces de niveaux. Dans cet article, nous présentons des représentations multi-échelles de surfaces fermées qui préservent l'aire totale ou le volume intérieur. Ceci est une extension directe d'un travail antérieur portant sur les courbes planes Les équations d'évolution qui en résultent permettent le lissage de surfaces fermées sans rétrécissement. En outre, les correspondances entre points de la surface aux différentes échelles sont maintenues en suivant les points d'un maillage initial par une Equation Différentielle Ordinaire (EDO). Cette technique permet de donner des mouvements tangentiels à ces points, leur permettant ainsi de bouger sous l'action de champs de vitesse généraux (i.e. contenant des composantes tangentielles et normales). Nous présentons la mise en oeuvre des équations proposées ainsi que les résultats expérimentaux obtenus en les appliquant sur des surfaces du cortex humain, segmentées à partir de données IRM.

Mots-Clés : *****

Références :

[1] Gerardo Hermosillo, Olivier Faugeras, Jose Gomes,
Unfolding the cerebral cortex using level set methods,
Proceedings Second International Conference on Scale-Space Theories in Computer Vision Scale-Space'99, Corfu, Greece, Septembre 1999.

[2] Gerardo Hermosillo, Olivier Faugeras, Jose Gomes,
Cortex unfolding using level set methods,
Rapport de Recherche No 3663, Inria Sophia Antipolis, Avril 1999.

Contacts :
Gerardo HERMOSILLO / Olivier FAUGERAS / José GOMEZ
INRIA - Projet ROBOTVIS
2004, Route des Lucioles
BP 93 - 06902 Sophia Antipolis Cedex
Email : Gerardo.Hermosillo@sophia.inria.fr
Olivier.Faugeras@sophia.inria.fr
Jose.Gomez@sophia.inria.fr


Prise en charge du déplacement

La prise en charge de votre déplacement sera assurée par votre GDR d'origine sur la base de sa politique spécifique.

GDR-PRC ISIS 


GDR MSPC 

La demande de prise en charge par le GDR-PRC ISIS doit être adressée à Madame Elisabeth Dépré au plus tard 1 semaine avant la date prévue pour le train et 18 jours avant pour l'avion (indiquer les numéros des vols et du dossier Air France). La demande de prise en charge par le GDR MSPC doit être adressée à Madame au plus tard 1 semaine avant la date prévue 
Elisabeth DEPRE 
ENST - Direction Scientifique 
46, Rue Barrault 
75634 Paris Cedex 13
Tél  01.45.81.73.60
FAX  01.45.81.77.45
Email  depre@ds.enst.fr 
 
Madame Genevieve Queau
ENS Cachan 
61, Avenue du Président Wilson 
94235 Cachan Cedex
Tél 
FAX 
Email  queau@cmla.ens-cachan.fr 
 
 

Contacts


GDR-PRC ISIS 


GDR MSPC 

Isabelle MAGNIN 
CREATIS - INSA 502 
69621 Villeurbanne Cedex 
 
Tél  04.72.43.85.63 
FAX  04.72.43.85.26
Email  magnin@creatis.insa-lyon.fr 
 
Nicolas ROUGON 
Unité de Projets ARTEMIS - INT 
9, Rue Charles Fourier 
91011 Evry Cedex
Tél  01.60.76.46.44 
FAX  01.60.76.44.33
Email  Nicolas.Rougon@int-evry.fr 
 
Laurent COHEN,  
CEREMADE - Université Paris-Dauphine 
Place du Maréchal de Lattre de Tassigny 
75775 Paris Cedex 16
Tél  01.44.05.46.78 
FAX  01.44.05.45.99
Email  Cohen@ceremade.dauphine .fr 
 
Laurent YOUNES,  
DIAM CMLA - ENS Cachan 
61, Avenue du Président Wilson 
94235 Cachan Cedex
Tél  01.47.40.20.04 
FAX  01.47.40.59.18
Email  Laurent.Younes@diam1.ens-cachan.fr 
 


Dernière mise à jour : 12 Novembre 1999