Équipe TCI

Responsable :

Les travaux de recherche de l’équipe TCI portent sur l’Image, comme représentation spatiale, temporelle, et/ou spectrale d’un phénomène physique. L’équipe s’intéresse aux modèles et méthodes pour le traitement et l’interprétation des images dans trois domaines : l’imagerie médicale, la télédétection et la langue des signes Française (LSF).

Dans ces trois domaines, l’image comme objet d’étude est abordée en formulant des problèmes de traitement d’images, tels que :

  • reconstruction, restauration, super-résolution
  • segmentation, classification
  • recalage, détection de changements, analyse de mouvement, fusion

Dans tous ces problèmes, les membres de l’équipe s’intéressent à un ensemble de défis communs inhérents à la formation des images et aux phénomènes physiques qu’elle représentent, en particulier :

  • la qualité et la variabilité des données : 1) bruit, artefacts, données manquantes ; 2) variabilité inter-régions, de scènes, et inter-patients
  • les multiples contraintes : 1) spatiales, temporelles, fréquentielles ; 2) régularité, singularité, parcimonie
  • malédiction de la dimension : 1) très grand nombre de paramètres ; 2) données insuffisantes
  • la multi-modalité : 1) cohérence et complémentarité ; 2) incompatibilité des échelles spatiales, temporelles, fréquentielles

Pour traiter ces défis, l’équipe développe des outils méthodologiques de modélisation et de résolution, en particulier :

  • modélisation : statistiques, géométrie, graphes, EDP, méthodes Bayésiennes
  • résolution : optimisation, échantillonnage, calcul parallèle, régularisation

La spécificité des recherches de l’équipe TCI réside dans l’approche unifiée par laquelle les membres traitent les images dans les trois domaines d’application. En effet, une approche scientifique cohérente est adoptée pour les trois domaines (imagerie médicale, télédétection et LSF) en développant des modèles et des méthodes fondées sur les phénomènes physiques (représentés par les images). Ainsi, l’équipe vise à développer des outils méthodologiques partagés entre les trois domaines. Cette spécificité est illustrée par ces exemples de sujets de recherche actuels :

  • Méthodes Bayésiennes et de simulation stochastique, approches variationnelles et optimisation convexe pour le traitement d’images médicales et de télédétection
  • Méthodes parallèles itératives pour le filtrage d’images TEP dynamiques avec des modèles par EDP fortement non-linéaires de convection-diffusion
  • Géométrie de l’information pour le pré-conditionnement de problèmes d’optimisation appliqués à l’estimation de paramètres et à la segmentation
  • Traitement d’images optiques et radar (satellite, capteurs embarqués) pour le guidage automatique de groupes de véhicules (drones, voitures…)
  • Élaboration de lexiques de signes domaine-spécifiques et reconnaissance de gestes pour LSF

Imagerie médicale

Dans le domaine de l’imagerie médicale, l’équipe s’intéresse aux images anatomiques (TDM, IRM, HFUS, OCT, Microscopie confocale) et fonctionnelles (TEP, IRMf, IRMs, EEG). Les domaines d’application fréquemment abordés sont l’oncologie et les processus cérébraux. En oncologie, les problèmes actuellement visés concernent l’étude de l’hétérogénéité pour la caractérisation des tissus tumoraux, la segmentation d’organes et de tumeurs, l’évaluation et le suivi thérapeutiques, la prédiction de réponse et de rechute de cancer, la compensation des mouvements physiologiques… Dans le domaine du fonctionnement cérébral, l’équipe travaille sur des projets liés à l’épilepsie et à la prédiction du réveil chez les traumatisés comateux … La dimension temporelle des images et l’imagerie fonctionnelle multimodale sont des sujets activement étudiés.

Télédétection

En télédétection, l’équipe s’intéresse à la multimodalité pour les problèmes de détection de changements, le démélange d’images hyperspectrales, et le guidage de groupe de véhicules. Les modalités d’images actuellement étudiées concernent le radar (SAR et GPR), l’imagerie hyperspectrale, optique, infrarouge…

Langue des signes Française

La langue des signes Française est un champ large de recherche qui couvre des domaines différents et complémentaires, tel qu’illustré sur la figure suivante :

 

 

Dans ce domaine l’équipe TCI s’intéresse à l’analyse et l’interprétation des attitudes et des gestes de communication émis par des personnes observées par un système de vision. Il s’agit donc de détecter et de suivre les différents composants corporels (mains, buste, visage), de reconstruire la posture 3D des personnages, d’analyser leurs expressions et d’interpréter ces éléments en termes langagiers afin de reconstruire le sens de l’énoncé. Pour prendre en compte la variabilité du corps humain et la complexité de la langue des signes, on doit représenter et exploiter des connaissances a priori à tous les niveaux de la chaîne de traitements et introduire des contraintes. Nos travaux portent donc d’une part sur l’étude de modèles dynamiques de gestes et d’expressions faciales et sur la modélisation de la langue des signes et d’autre part sur l’exploitation de ces modèles par un système d’interprétation. Les travaux de l’équipe portent aussi sur la conception de lexiques de signes spécifiques à des domaines, comme les mathématiques.

Compétences

Imagerie médicale et télédétection
Apprentissage automatique, Problèmes inverses et fusion multimodale
Modélisation et traitement statistiques des images
Simulation et calcul intensif

personnel de l’équipe

Membres permanents
    Membres non – permanents
      Membres rattachés

        publications de l’équipe

        Articles dans des revues internationales
      • Thierry Garcia, Pierre Spitéri, Lilia Ziane Khodja, Raphael Couturier

        Coupling parallel asynchronous multisplitting methods with Krylov methods to solve pseudo-linear evolution 3D problems

        Journal of computational science, Elsevier, 2021, 51, pp.101303. ⟨10.1016/j.jocs.2021.101303⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03186558

      • Mohamed Fakhfakh, Bassem Bouaziz, Faiez Gargouri, Lotfi Chaâri

        ProgNet: COVID-19 Prognosis Using Recurrent and Convolutional Neural Networks

        The Open Medical Imaging Journal, 2020, 12 (1), pp.11-12. ⟨10.2174/1874347102012010011⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03161028

      • Walma Gharbi, Lotfi Chaâri, Amel Benazza-Benyahia

        Unsupervised Bayesian change detection for remotely sensed images

        Signal, Image and Video Processing, Springer Verlag, 2020, 14, pp.1-8. ⟨10.1007/s11760-020-01738-9⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02950804

      • Lotfi Chaari, Olga Golubnitschaja

        Covid-19 pandemic by the “real-time” monitoring: the Tunisian case and lessons for global epidemics in the context 3PM strategies

        EPMA Journal : Journal of Predictive, Preventive and Personalized Medicine – PPPM, 2020, 11 (2), pp.133-138. ⟨10.1007/s13167-020-00207-0⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02940975

      • Mohamed Fakhfakh, Lotfi Chaâri, Nizar Fakhfakh

        Bayesian curved lane estimation for autonomous driving

        Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, Springer, 2020, 11, pp.4133-4143. ⟨10.1007/s12652-020-01688-7⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02950806

      • Farida Achemine, Abdelkader Merakeb, Moussa Larbani, Philippe Marthon

        Z-equilibria in Bi-matrix Games with Uncertain Payoffs

        RAIRO Operations Research, 2020, 54 (2), pp.393–412. ⟨10.1051/ro/2019007⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02960353

      • Achraf Ammar, Michael Brach, Khaled Trabelsi, Hamdi Chtourou, Omar Boukhris, Liwa Masmoudi, Bassem Bouaziz, Ellen Bentlage, Daniella How, Mona Ahmed, Patrick Müller, Notger Müller, Asma Aloui, Omar Hammouda, Laisa Liane Paineiras-Domingos, Annemarie Braakman-Jansen, Christian Wrede, Sofia Bastoni, Carlos Soares Pernambuco, Leonardo Mataruna, Morteza Taheri, Khadijeh Irandoust, Aïmen Khacharem, Nicola Bragazzi, Karim Chamari, Jordan Glenn, Nicholas Bott, Faiez Gargouri, Lotfi Chaari, Hadj Batatia, Gamal Mohamed Ali, Osama Abdelkarim, Mohamed Jarraya, Kais El Abed, Nizar Souissi, Lisette van Gemert-Pijnen, Bryan Riemann, Laurel Riemann, Wassim Moalla, Jonathan Gómez-Raja, Monique Epstein, Robbert Sanderman, Sebastian Schulz, Achim Jerg, Ramzi Al-Horani, Taiysir Mansi, Mohamed Jmail, Fernando Barbosa, Fernando Ferreira-Santos, Boštjan Šimunič, Rado Pišot, Andrea Gaggioli, Stephen Bailey, Jürgen Steinacker, Tarak Driss, Anita Hoekelmann

        Effects of COVID-19 Home Confinement on Eating Behaviour and Physical Activity: Results of the ECLB-COVID19 International Online Survey

        Nutrients, MDPI, 2020, 12 (6), pp.1583. ⟨10.3390/nu12061583⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02913539

      • Valentin de Bortoli, Alain Durmus, Marcelo Pereyra, Ana Fernandez Vidal

        Efficient stochastic optimisation by unadjusted Langevin Monte Carlo. Application to maximum marginal likelihood and empirical Bayesian estimation

        Statistics and Computing, Springer Verlag (Germany), In press

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01978999v2

      • Antonio Quintero Rincón, Carlos d’Giano, Hadj Batatia

        A quadratic linear-parabolic model-based EEG classification to detect epileptic seizures

        The Journal of Biomedical Research, 2020, 34 (3), pp.203-210. ⟨10.7555/JBR.33.20190012⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02875045

      • Siwar Chaabene, Lotfi Chaâri, Abdelaziz Kallel

        Bayesian sparse regularization for parallel MRI reconstruction using Complex Bernoulli-Laplace mixture priors

        Signal, Image and Video Processing, Springer Verlag, 2019, 14, pp.445-453. ⟨10.1007/s11760-019-01567-5⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02950816

      • Articles dans des revues nationales
      • Antonio Quintero Rincón, Máximo Flugelman, Jorge Prendes, Carlos d’Giano

        Study on epileptic seizure detection in EEG signals using largest Lyapunov exponents and logistic regression

        Revista Argentina de Bioingeniería, 2019, 23 (2), pp.17-24

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02868899

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        Conférences et workshops internationaux avec actes édités et comité de lecture
      • Antonio Quintero Rincón, Carlos D’giano, Hadj Batatia

        Mu-suppression detection in motor imagery electroencephalographic signals using the generalized extreme value distribution

        International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN 2020), Jul 2020, Glasgow, United Kingdom. pp.1-5, ⟨10.1109/IJCNN48605.2020.9206862⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03159930

      • Sana Zorgui, Siwar Chaabene, Hadj Batatia, Lotfi Chaâri

        Lentigo detection using a deep learning approach

        International Conference On Smart Living and Public Health (ICOST 2020), Jun 2020, Hammamet, Tunisia. pp.1-5, ⟨10.1007/978-3-030-51517-1_8⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02968415

      • Walma Gharbi, Lotfi Chaari, Amel Benazza-Benyahia

        Joint Bayesian Hyperspectral Unmixing for change detection

        Mediterranean and Middle-East Geoscience and Remote Sensing Symposium (M2GARSS 2020), Mar 2020, Tunis, Tunisia. pp.37-40, ⟨10.1109/M2GARSS47143.2020.9105275⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02942312

      • Pierre Spiteri, Liane Ziane-Khodja, Raphaël Couturier

        Asynchronous parallel multi-splitting mixed methods

        6th International Conference on Parallel, Distributed, GPU and Cloud Computing for Engineering (PARENG 2019), Jun 2019, Pécs, Hungary. pp.1-11, ⟨10.4203/ccp.112.15⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02930120

      • P. Gonzalez, Thierry Garcia, Pierre Spiteri, C. Tauber

        Simultaneous filtering and sharpening of vector-valued images with numerical schemes

        10th International Conference on Pattern Recognition Systems (ICPRS-2019), 2019, Tours, France. pp.11 (58-63), ⟨10.1049/cp.2019.0249⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02403752

      • Itebeddine Ghorbel, Walma Gharbi, Lotfi Chaari, Amel Benazza-Benyahia

        Bayesian compressed sensing for IoT : application to EEG recording

        1st International Conference on Digital Health Technologies – ICDHT 2018, Oct 2018, Sfax, Tunisia. pp.53-60

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03033971

      • Raphaël Smith, Adrian Basarab, Bertrand Georgeot, Denis Kouamé

        Adaptive transform via quantum signal processing: application to signal and image denoising

        IEEE International Conference on Image Processing (ICIP 2018), Oct 2018, Athènes, Greece. ⟨10.1109/ICIP.2018.8451044⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02379093

      • Kahina Louadj, Fethi Demim, Abdelkrim Nemra, Philippe Marthon

        An Optimal Control Problem of Unmanned Aerial Vehicle

        5th International Conference on Control, Decision and Information Technologies (CoDIT 2018), Apr 2018, Thessaloniki, Greece. pp.751–756, ⟨10.1109/CoDIT.2018.8394830⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03033994

      • Kahina Louadj, Fethi Demim, Abdelkrim Nemra, Mohamed Aidene, Philippe Marthon, Hocine Iddir

        Optimization of Electricity Consumption in a Building

        5th International Conference on Control, Decision and Information Technologies (CoDIT 2018), Apr 2018, Thessaloniki, Greece. pp.865–869, ⟨10.1109/CoDIT.2018.8394953⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03033996

      • Siwar Chaabene, Lotfi Chaâri, Abdelaziz Kallel

        Sparse Bayesian pMRI Reconstruction With Complex Bernoulli-Laplace Mixture Priors

        4th IEEE Middle East Conference on Biomedical Engineering (MECBME 2018), Mar 2018, Tunis, Tunisia. pp.193-197

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02947757

      • Conférences et workshops nationaux avec actes édités et comité de lecture
      • Amal Boudaya, Bassem Bouaziz, Siwar Chaabene, Lotfi Chaâri, Achraf Ammar, Anita Hökelmann

        EEG-based Hypo-vigilance detection using convolutional neural network

        18th International Conference Smart Homes and Health Telematics (ICOST 2020), Jun 2020, Hammamet, Tunisia. pp.69-78

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02947739

      • Yessrine Abichou, Siwar Chaabene, Lotfi Chaari

        A sleep monitoring method with EEG signals

        International Conference on Digital Health Technologies (ICDHT), Dec 2019, Hammamet, Tunisia. pp.1-8

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02938626

      • Mohamed Fakhfakh, Nizar Fakhfakh, Lotfi Chaari

        Robust lane Extraction using Two-Dimension Declivity

        17th International Conference on Artificial Intelligence and Soft Computing (ICAISC), Jun 2018, Zakopane, Poland. pp.14-24, ⟨10.1007/978-3-319-91262-2_2⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02938620

      • Houssem Khochemane, Hacène Boutabia, Pierre Spiteri, Ming Chau

        The asynchronous iterations applied to the modified porous medium equation

        Journées Scientifiques Nationales (JSN 2017), Nov 2017, Skikda, Algeria. pp.1-4

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02124419

      • Rose Sfeir, Jérôme Michetti, Bilal Chebaro, Franck Diemer, Adrian Basarab, Denis Kouamé

        Dental root canal segmentation from super-resolved 3D cone beam computed tomography data

        IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (2017), Oct 2017, Atlanta, United States. pp.1-2

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02548035

      • Jean-Baptiste Puel, Bérengère Mathieu, Alain Crouzil

        Une application distribuée pour l’enseignement du paysage

        Journées Géomatique, Enseignement & Apprentissage (GET 2017), Jan 2017, Toulouse, France. pp. 23-28

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01740000

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        Livres (monographies)
      • Lotfi Chaari

        Digital Health Approach for Predictive, Preventive, Personalised and Participatory Medicine

        Springer, 10, pp.XVI, 88, 2019, Advances in Predictive, Preventive and Personalised Medicine, 978-3-030-11799-3. ⟨10.1007/978-3-030-11800-6⟩

        Accès: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02976657

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        contrats de l’équipe

        AcronymeTitreResp. scDébut – fin
        AcronymeTitreResp. scDébut – fin
        AcronymeTitreResp. scDébut – fin
        Lundi 20 Décembre 2021 – Mercredi 22 Décembre 2021
        ICDHT 2021 – International Conference on Digital Health Technologies
        Hammamet (Tunisie) (Tunisie)
        #congres En savoir plus
        Mardi 16 Octobre 2018, 10h00
        Cardiac Motion Estimation In Ultrasound Images using a Sparse Representation and Dictionary Learning
        Nora Leïla OUZIR – Equipe MINDS – IRIT INP-ENSEEIHT, Salle des thèses
        #these
        Mercredi 25 Avril 2018, 14h00
        Calcul haute performance pour la simulation d’interactions fluide-structure
        Vincent PARTIMBENE – Equipe TCI – IRIT INP-ENSEEIHT, Salle des thèses
        #these
        Vendredi 8 Décembre 2017, 10h00
        Modélisation et traitement statistique d’images de microscopie confocale : application en dermatologie
        Abdelghafour HALIMI – Equipe TCI – IRIT INP-ENSEEIHT, Salle des thèses
        #these
        Mercredi 15 Novembre 2017, 14h00
        Segmentation interactive multiclasse d’images par classification de superpixels et optimisation dans un graphe de facteurs
        Bérengère MATHIEU – Equipe TCI – IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Salle des Thèses
        #these
        Mardi 17 Octobre 2017, 10h00
        Modeling spatial and temporal variabilities in hyperspectral image unmixing
        Pierre-Antoine THOUVENIN – Equipe SC – IRIT INP-ENSEEIHT, Salle des thèses
        #these
        Jeudi 2 Mars 2017, 10h00
        Bayesian M/EEG Source Localization with possible Joint Skull Conductivity Estimation
        Facundo COSTA – Equipe TCI – IRIT INP-ENSEEIHT, Salle des thèses
        #these
        Vendredi 16 Décembre 2016, 14h00
        Optimisation de la navigation robotique
        Sawssen JALEL – Equipe TCI – IRIT ENSEEIHT, Salle F501
        #these
        Vendredi 21 Octobre 2016, 10h00
        Reconstruction d’images ultrasonores déconvoluées à partir de données
        Zhouye CHEN – Equipe TCI – IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Auditorium J. Herbrand
        #these
        Jeudi 20 Octobre 2016, 10h00
        Inverse problems in ultrasound imaging – Applications in image deconvolution, segmentation and super-resolution
        Ningning ZHAO – Equipe SC, Equipe TCI – IRIT INP-ENSEEIHT, Salle des thèses
        #these
        Vendredi 14 Octobre 2016, 10h00
        Techniques avancées de formation de voies en imagerie ultrasonore et problèmes inverses associés
        Teodora SZASZ – Equipe TCI – IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Auditorium J. Herbrand
        #these
        Lundi 20 Décembre 2021 – Mercredi 22 Décembre 2021
        ICDHT 2021 – International Conference on Digital Health Technologies
        Hammamet (Tunisie) (Tunisie)
        #congres En savoir plus
        Mardi 30 Juin 2015 – Vendredi 3 Juillet 2015
        Les Journées nationales du DEVeloppement logiciel 2015 de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche
        IPB – ENSEIRB-MATMECA, Bordeaux
        #congres En savoir plus
        Vendredi 16 Février 2018, 14h00 – 16h00
        Patch-based regularization in multiband imaging inverse problems
        José BIOUCAS – University of Lisboa (Portugal) TéSA, 7 Boulevard de la Gare, Toulouse
        #seminaire
        Mardi 28 Mars 2017, 10h00
        Approches bayésiennes, variationnelles et hybrides pour le traitement d’images médicales
        Lotfi CHAARI – Equipe TCI – IRIT INP-ENSEEIHT, Salle des thèses
        #hdr
        Vendredi 25 Novembre 2016, 10h00
        Quelques problèmes inverses en imagerie ultrasonore
        Adrian BASARAB – Equipe TCI – IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Auditorium J. Herbrand
        #hdr
        Mardi 12 Mai 2015, 10h00
        Modélisation statistique, problèmes variationnels et inférence bayésienne en traitement d’images médicales
        Hadj BATATIA – Equipe TCI – IRIT INP-ENSEEIHT, Salle des theses
        #hdr
        Lundi 8 Avril 2019
        ado2019 : Journée thématique sur les autorités de données
        Meteo-France, Toulouse
        #journee
        Lundi 4 Décembre 2017
        Journée sur l’appel COGITER – InfraMED 2017 – COGITER – INFRAMED 2017 – COGITER – INFRAMED 2017
        UT3 Paul Sabatier, IRIT, Auditorium J. Herbrand
        #journee