Master
MATHEMATIQUES / VISION / APPRENTISSAGE 2011/2012
Modeles
Deformables de Courbes et Surfaces Elastiques en Analyse d'Images
Laurent D. Cohen Directeur de Recherche au CNRS
Gabriel
Peyré Chargé de Recherche au CNRS
CEREMADE, UMR
CNRS 7534,
Universite
Paris IX Dauphine
Place
du Marechal de Lattre de Tassigny
75775
Paris cedex 16, France
Tel.
(33-1) 44 05 46 78 Fax (33-1) 44 05 45 99
Cohen,
peyre @ ceremade.dauphine .fr
http://www.ceremade.dauphine.fr/~cohen
Resume
du Cours de Master
Marie-Curie
PhD Fellowship
Propositions
theses et Stages Stage
Imagerie Biologique Stage
Anisotropie
Proposition
Stage Segmentation avec a priori de forme
Proposition
de These CIFRE
Un support de cours est distribue pendant les cours. Les articles indiques ci dessous permettent d'approfondir les notions vues en cours, mais il n'est evidemment pas obligatoire de lire tous ces articles.
Page de description et sources pour les TP: Numerical Tour
Plan du Cours (l'appariement
theme/dates est approximatif et l'ordre peut aussi changer).
10 Janvier 2012 a 14h: Presentation du plan du cours.
10 Janvier 2012 14h-17h: Modeles Deformables
Reconstruction
avec Régularisation. Contours Actifs. Modele de Ballon.
Etc..
Article
de synthese sur les modeles deformables
Article
sur les contours actifs 2D et 3D: Differences Finies/Elements
Finis/Ballon
Article
sur les contours actifs et Region
17 Janvier 2012 14h-17h
: La methode des Level Sets/Ensembles de Niveau
Modeles
Deformables, Segmentation et Reconstruction avec Régularisation
par level sets.
Chemins minimaux et level sets.
24
Janvier 2012 14h-17h:
cours-TP sur Méthodes level sets pour la segmentation
d'images.
Représentation
par level sets. Flot de courbure moyenne. Segmentation par contours
actifs basés contour. Segmentation par contours actifs basés
region.
TP : "Active Contours using Level Sets"
http://www.ceremade.dauphine.fr/~peyre/numerical-tour/tours/variational_segmentation/
31
Janvier 2012 14h-17h
Chemins Minimaux /lignes
geodesiques
Article
de synthese sur les chemins minimaux
Article
de base sur les chemins minimaux
Article
sur les chemins minimaux et l'endoscopie virtuelle
7 Février
2012 14h-17h:
Chemins Minimaux, Fast Marching et
Voronoi
Multiple
contour finding and perceptual grouping using minimal
paths
Multiple
Contour Finding and Perceptual Grouping as a set of Energy
Minimizing Paths Similar
paper in French for RFIA'02
Fast
extraction of tubular and tree 3D surfaces with front propagation
methods.
Fast
Constrained Surface Extraction by Minimal Paths Similar
paper in French for
RFIA04
A new implicit method for surface segmentation by minimal paths in 3D images.
Fast
3D Brain Segmentation Using Dual-front Active Contours With
Optional User-Interaction.
Generalized
Voronoi Tesselations for Vector-Valued Image Segmentation
Similar paper in French
14 Février 2012 14h-17h: cours-TP sur Analyse géodésique d'images et de surfaces
Métriques
isotropes et anisotropes. Fast marching sur des triangulations.
Application au maillages d'images et de surfaces. TP "Fast
Marching in 2D"
http://www.ceremade.dauphine.fr/~peyre/numerical-tour/tours/fastmarching_2d/
Geodesic
re-meshing and parameterization using front propagation
Similar paper in French
Landmark-based
Computation for Heuristically Driven Path Planning.
21 Fevrier 2012 : pas de cours.
28 Février 2012 14h-17h: Chemins Minimaux, Fast Marching et Vote Geodesique– suite
6 Mars 2012 14h-17h:
TP Analyse différentielle de
surfaces
Maillage
de surfaces 3D, Opérateur différentiels sur des
surfaces, EDP, Traitement de surface : lissage, compression
TP
: Fast Marching sur des surfaces triangulées. Notes
de cours sur les maillages 3D: Numerical Mesh Processing
13 Mars 2012 14h-17h:
Complements sur les modèles déformables
Reconstruction
avec Discontinuités. Energie de Mumford et Shah
Methode
de Blake et Zisserman Modele Region. Energie Chan Vese.
Modeles Deformables Parametriques,
cad avec connaissance de forme a priori
Article
de synthese sur les modeles deformables
Multiple
rectangle model for Buildings Segmentation and 3D Scene
Reconstruction Similar
paper in French
Modeles
Actifs de Forme et d'apparence (Cootes-Taylor)
Contrainte
de Forme pour les level sets
VALIDATION du cours
En plus du projet, un petit examen écrit (QCM de 10 minutes) est prevu a l'issue du cours du 13 Mars 2012.
La presence a ce QCM sera necessaire.
Veuillez remplir ce formulaire des maintenant pour me le remettre le jour de l'examen.
La derniere page peut etre anonyme si vous le desirez.
Un projet consistera en une etude approfondie d'un article accompagnee d'une mise en oeuvre numerique. En particulier, on devra decrire le projet et répondre aux 6 questions de ce document.
Voici quelques sujets de projets proposes en 2010-2011:
P1 Reconnaissance de forme par distance de Gromov-Hausdorff.
Lire et implémenter la méthode de
On the Use of
Gromov-Hausdorff Distances for Shape Comparison. F. Memoli.
Symposium on Point Based Graphics 2007, Prague, September 2007.
(section 8)
P2 - Approximation de surface via Farthest
points.
Lire l'article de remaillage de surfaces
http://www.ceremade.dauphine.fr/~peyre/publications/06-IJCV-PeyreCohen-GeodesicRemeshing.pdf
Lire et implémenter une méthode d'estimation de
courbure sur des maillages, par ex. via une PCA
"Estimating
Curvatures and Their Derivatives on Triangle Meshes"
www.cs.princeton.edu/gfx/pubs/_2004_ECA/curvpaper.pdf
Implémenter l'algorithme de Farthest Point Remeshing avec
différentes métriques calculées
via des
courbures, et déterminer une méthode optimale pour
l'approximation en norme
de Hausdorff (utiliser par exemple le
code MESH ou METRO pour calculer les erreurs).
P3-
Paramétrisation spherique de surfaces.
Lire et implémenter
une des méthodes suivantes:
http://research.microsoft.com/en-us/um/people/hoppe/sphereparam.pdf
http://www.cs.sunysb.edu/~gu/publications/pdf/2003/sphere.pdf
Application au calcul de spherical geometry images.
P4 -
Reconnaissance de surfaces via bending invariants.
Lire l'article
"On bending invariant signatures for surfaces" de Kimmel et
al.
On pourra utiliser en partie le TP de paramétrisation
de surface (à venir).
On pourra utiliser la base de donnée
de surfaces
http://tosca.cs.technion.ac.il/data.html
P5 - Calcul de distances géodésiques sur des
maillages tétrahédriques et applications
Implémenter
l'extension à des maillages volumiques du FM. Tester sur des
maillages récupérés depuis
www.aimatshape.net
Appliquer l'algorithme au remaillages volumetrique par point le
plus éloigné.
P6- Compression d'images par
triangulation gloutone.
Lire et implémenter l'algorithme
de bissection
http://www.ann.jussieu.fr/~cohen/cm.pdf
et tester pour l'approximation d'images.
P7- Shape From Shading
http://www.ceremade.dauphine.fr/~peyre/numerical-tour/tours/graphics_shape_shading/
Lire
les deux articles de review. Faire le TP Matlab. Tester avec
différents cartes d'élévation. Tester avec vos
propres photos. Rechercher des placements optimaux des points clefs.
P8- Signatures géodésiques de formes
En
s'inspirant de l'article :
http://www.ceremade.dauphine.fr/~peyre/publications/09-Preprint-EccMatching.pdf
Proposez des histogrammes pour reconnaitres des formes 2D et des
surfaces 3D. On pourra par exemple penser
a l'histogramme de
toutes les distances, l'histogramme de la distance moyennes à
un point, de la somme des distances à un point, etc. Comment
utiliser plusieurs histogrammes en meme temps ?
Une librairie de
formes 2D/Volumique sera distribuée. Une librairie de forme 3D
est disponible ici
http://tosca.cs.technion.ac.il/data.html
P9- Reconnaissance d'images et de textures par distances
géodésiques.
En s'inspirant de l'article :
http://www.ceremade.dauphine.fr/~peyre/publications/09-Preprint-EccMatching.pdf
proposer une méthode de reconnaissances d'images (comme
google) qui calcule des histogrammes de distances géodésiques
entres des paires de points dans l'images. Tester différents
types de potentiels.
P10- subdivision de courbes et surfaces
http://www.ceremade.dauphine.fr/~peyre/numerical-tour/tours/mesh_subdivision/
P11- Active Geometric Wavelets
P12- Anisotropic virtual electric field for active contours
P13- O(N) Implementation of the Fast Marching Algorithm
P14-The Group Marching Method : An O(n) level set eikonal solver (Kim and Folie)
P15-Second-order models for Computing Distance Transforms (S. Manay and A. Yezzi)
P16-Distance Functions and Geodesics on Point Clouds (F. Memoli and G. Sapiro)
P17-A Fast Level-set Approach to Surface Modeling from Unorganized Sample Points (M. Marcon, L. Picarreta, A. Sarti and S. Tubaro)