Équipe TCI

Responsable : Lotfi CHAARI

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

publications de l’équipe

Articles dans des revues internationales
Articles dans des revues nationales
Rédaction de numéros spéciaux de revues
Conférences et workshops internationaux avec actes édités et comité de lecture
Conférences sans actes publiés
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.science/hal-02976657

  • Rédaction d’ouvrages de synthèse Contributions à des ouvrages de synthèse
    Thèses et habilitations
  • Bérengère Mathieu

    Segmentation interactive multiclasse d’images par classification de superpixels et optimisation dans un graphe de facteurs

    Traitement des images [eess.IV]. Université Paul Sabatier – Toulouse III, 2017. Français. ⟨NNT : 2017TOU30290⟩

    Accès: https://theses.hal.science/tel-01949597

  • Thèses et habilitations
    • Ming Chau

      Itérations parallèles asynchrones et workflows de simulation numérique

      Habilitation à diriger des recherches, Institut National Polytechnique de Toulouse, 2016.

      BibTeX

    • Yan Wang

      Détection des changements à partir de photographies

      Thèse de doctorat, Université de Toulouse, juillet 2016.

      Résumé Accès : http://thesesups.ups-tlse.fr/3204/1/2016TOU30069.pdf
      BibTeX

    • Andréa Laruelo

      INTEGRATION OF MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPIC IMAGING INTO THE RADIOTHERAPY TREATMENT PLANNING

      Thèse de doctorat, Université Paul Sabatier, mai 2016.

      BibTeX

    • Sawssen Jalel

      Optimisation de la navigation robotique

      Thèse de doctorat, Institut National Polytechnique de Toulouse, décembre 2016.

      Résumé
      BibTeX

    • Mohanad Y.S. Albughdadi

      Bayesian joint detection-estimation in functional MRI with automatic parcellation and functional constraints

      Thèse de doctorat, Institut National Polytechnique de Toulouse, septembre 2016.

      BibTeX

    • Ningning Zhao

      Deconvolution, Segmentation and Restoration of Ultrasound Images

      Thèse de doctorat, Institut National Polytechnique de Toulouse, octobre 2016.

      BibTeX

    • Teodora Szasz

      Advanced beamforming techniques in ultrasound imaging and the associated inverse problems

      Thèse de doctorat, Université Paul Sabatier, octobre 2016.

      BibTeX

    • Zhouye Chen

      Reconstruction of enhanced Ultrasound images from compressed measurements

      Thèse de doctorat, Université Paul Sabatier, octobre 2016.

      BibTeX

    • Adrian Basarab

      Quelques problèmes inverses en imagerie ultrasonore

      Habilitation à diriger des recherches, Université Paul Sabatier, novembre 2016.

      BibTeX

    • Meriem Djeddi

      Modélisation multifractale et segmentation par contours actifs d’images d’ultrasons de haute fréquence. Application au mélanome de la peau.

      Thèse de doctorat, Institut National Polytechnique de Toulouse, septembre 2015.

      Résumé
      BibTeX

    Rapports

    contrats de l’équipe

    AcronymeTitreResp. scDébut – fin
    AcronymeTitreResp. scDébut – fin
    AcronymeTitreResp. scDébut – fin
    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