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Articles of Connexions Normandie GREYC : la preuve par l’image 2008­12­12 09:12:58 by dav50 Depuis 13 ans, l’équipe image du GREYC, (Groupe de REcherche en
Informatique, Image, Automatique et Instrumentation de Caen - unité mixte
de recherche UCBN-ENSICAEN-CNRS), a développé un large spectre de
compétences fondamentales dans le traitement et l’analyse d’images,
notamment médicales. Sa fusion, l’an dernier, avec l’équipe Vision et Analyse
Image - toujours présente sur Cherbourg et Saint-Lô - conforte son ouverture à d’autres
domaines d’applications : sécurité, multimédia, sauvegarde du patrimoine… Rencontre.
Cyceron:Une interaction nouvelle | Aux côtés des jeunes entreprises innovantes | Premier prix | Dans la Manche, une petite équipe aux grands atouts | À retenir
Cyceron:Une interaction nouvelle
Depuis deux ans, l’équipe psy du Professeur d’Université Alain Buisson à Cyceron et l’équipe image du GREYC travaillent ensemble sur l’analyse morphologique des neurones atteints lors de maladies neurodégénératives comme Alzheimer. Cette première collaboration est née d’un appel à projets multidisciplinaires lancé par le CNRS et la Région avec à la clé : l’octroi d’une bourse de doctorat pour ingénieur (BDI). “Ici en biologie, indique Alain Buisson, nous avons développé des techniques qui nous permettent d’obtenir des images de cellules vivantes fluorescentes à partir desquelles on puisse faire des études morphologiques. La difficulté, c’est qu’avec les microscopes d’aujourd’hui, on parvient à un tel degré de grossissement des images qu’il devient long et compliqué de les analyser”. Le responsable de l’équipe psy fait alors appel à l’équipe image du GREYC, réputée pour son analyse dans le traitement informatique et l’analyse d’images, en particulier médicales. “Ils ont immédiatement pris notre problématique à bras le corps avec une efficacité remarquable”, souligne Alain Buisson. Le projet, monté en commun, s’inscrit dans le cadre d’une thèse conduite par François­Xavier Dupé (ingénieur ENSICAEN), et encadrée par Luc Brun, responsable de l’équipe image du GREYC. Il consiste dans l’élaboration d’un logiciel qui doit permettre, de manière automatique, de corriger les imperfections des images acquises par les biologistes, d’en extraire les structures, de les mesurer et de les reconstituer en 3D afin d’obtenir des éléments plus précis et cohérents.
La thèse doit se poursuivre encore un an, mais a déjà débouché sur plusieurs publications du thésard, bien accueillies par la communauté scientifique. “Pour qu’un projet collaboratif de ce genre fonctionne, témoigne Alain Buisson, il faut que chaque laboratoire y trouve son compte en termes de recherche. Il faut ensuite parvenir à parler le même langage, en l’occurrence entre biologistes et mathématiciens. Et puis, bien sûr, la question du financement est primordiale. Alors quand des occasions se présentent, il faut savoir les saisir”.
Alain Buisson / Cyceron
Tél. : 02 31 47 01 05
Site : Cyceron
Aux côtés des jeunes entreprises innovantes
L’équipe image du GREYC propose aussi son soutien et un accompagnement, en matière de recherche, au développement, voire à la création d’entreprises innovantes. Fleuron du laboratoire sur ce plan : Quadraxis, un éditeur de logiciels 3D pour l’industrie du dessin animé et du packaging entre autres, installé depuis trois ans à Cherbourg­Octeville. “Nous avions recruté un ingénieur pour mettre au point le cœur du système”, relate Marinette Revenu. Cet ingénieur a ensuite intégré l’entreprise dirigée par Olivier Marre, passionné de cinéma et d’images de synthèse, ancien élève des Gobelins, la célèbre école de l’image. “C’est motivant pour nos jeunes lorsque leurs travaux débouchent sur la création d’une entreprise“, poursuit Marinette Revenu. L’entreprise StarNav créée à Caen en 2007 a elle aussi bénéficié du soutien du GREYC. “Nous leur avions mis à disposition un étudiant stagiaire pour les aider à mettre au point un système permettant de taper un texte avec le regard”. Une autre collaboration avec l’entreprise Zero To One Technology devrait quant à elle déboucher sur l’élaboration d’un logiciel permettant d’évaluer la qualité d’un échange entre un commercial et un client.
Premier prix
Le premier prix ADER a été conjointement attribué en 2008 à l’équipe d’histo­imagerie quantitative du GRECAN (Université de Caen/centre François Baclesse ); l’équipes Image du GREYC en collaboration avec l’équipe Vision et Analyse Image (du temps où elle était indépendante) et les sociétés ELDIM et ADCIS pour leur travail sur l’imagerie biologique médicale. Ce prix récompense l’exemplarité d’une relation entre un laboratoire de recherche ou une équipe de chercheurs et une entreprise (personne morale privée ou publique ayant une activité commerciale, industrielle ou de services, ou une collectivité territoriale, un établissement public).
Dans la Manche, une petite équipe aux grands atouts
Début 2007, l’équipe Vision et Analyse d’Image, dirigée par Abderrahim El Moataz, a quitté le LUSAC pour intégrer le GREYC. Elle dispose de locaux et d’équipements sur deux sites de l’IUT de Cherbourg Manche où sont nés et se développent plusieurs collaborations et projets avec des entreprises. Sur son site délocalisé de la Manche, l’équipe image du GREYC compte bientôt deux professeurs, dont Abderrahim El Moataz, 5 maîtres de conférences (dont une titulaire de l’Habilitation à Diriger les Recherches) de l’Université de Caen Basse­Normandie, quatre doctorants financés par l’association Cœur Cancer et le Conseil Régional de Basse­Normandie, ainsi qu’un ingénieur et un post­doctorant sur deux projets. Le premier ­ fruit de dix ans de travaux de recherche initiés par l’hôpital Pasteur à Cherbourg ­ concerne l’industrialisation de composants logiciels en histopathologie en partenariat avec la société Adcis. Le second, baptisé FOGRIMMI pour Fouilles de Grandes Images Microscopiques, fait l’objet d’un financement par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR).
Coordonné par Olivier Lezoray, membre de l’équipe image délocalisée, il regroupe à la fois le GREYC, l’équipe de Recherche sur le Cancer à Baclesse (Caen) et les universités de Poitiers, Bordeaux, Lyon et Savoie. Ce projet s’appuie sur l’acquisition, en 2006 sur l’IUT de Cherbourg­Manche, site de Saint­Lô, d’un scanner Aperio financé par la Communauté urbaine de Cherbourg et le centre François Baclesse. “Ce scanner permet aux biologistes et aux médecins d’obtenir une image contenant les données d’une lame entière, explique Olivier Lezoray, enseignant­chercheur de l’Université de Caen Basse­Normandie. Le travail de l’équipe image consiste à traiter la masse de ces données qui peuvent atteindre 30 Go ! Nous sommes en train de développer des outils pour assister les médecins dans leur prise de décision à travers des outils de comptage automatique des cellules notamment”. Le projet doit s’achever en 2010, mais “nous avons déjà des résultats en termes de traitement d’images et de visualisation”. Deux équipes américaine et belge se sont associées à ces travaux.
Plus récente, l’acquisition en octobre d’un scanner permettant la numérisation d’objets en 3D laisse entrevoir de nouvelles applications dans les domaines de la sauvegarde du patrimoine, de la réalité virtuelle et du reverse engineering qui consiste à étudier la modélisation d’un objet à partir de l’image. Plusieurs entreprises se sont déjà montrées intéressées par ce nouvel équipement à l’instar de Quadraxis (1), à Cherbourg­Octeville, pour un projet de film d’animation, ou encore Euridis, société d’ingénierie et bureau d’études spécialisée dans l’animation 3D.
Les collaborations de l’équipe avec des entreprises locales et d’ailleurs sont nombreuses : élaboration d’une cartographie dynamique pour le Web (CHWeb Design à Cherbourg), analyse et amélioration des images avec un téléphone portable (Logipix), indexation de documents scannés (SWT), corrosion par analyse d’images (Cogema­Areva), authentification d’objets et de documents (Prooftag)…
“Un rayonnement national et international” Juillet 2008. L’International Conference on Image and Signal Processing réunit 150 participants (scientifiques et industriels) à Cherbourg­Octeville. L’événement, organisé par le site délocalisé de l’équipe image du GREYC avec le soutien de nombreux partenaires (Université de Caen Basse­Normandie, ENSICAEN, CNRS…), a donné lieu à la publication d’un ouvrage aux éditions Springer. “Ce genre d’événement est une réelle opportunité pour nous de valoriser l’image scientifique mais aussi culturelle de la région, pour donner envie aux jeunes chercheurs de nous rejoindre”, souligne Abderrahim El Moataz, professeur de l’Université. Dans le même temps, le responsable du site délocalisé de l’équipe image du GREYC organisait pour la première fois, le 1er juillet, une journée de la culture numérique tous publics à Cherbourg. “L’objectif était d’inviter des spécialistes reconnus à venir expliquer de manière simple leurs travaux. Beaucoup ont découvert notre existence à cette occasion”.
Cette journée, qui donnera lieu à la publication d’un livre en 2009, a été inscrite en tant qu’atelier dans le cadre des Assises nationales du Numérique de mai à juillet dernier, qui serviront à alimenter le Plan Numérique 2012.
Deux membres du site délocalisé ont enfin été récompensés par les prix du meilleur article étudiant:
Sébastien Bougleux (régularisation discrète pour le traitement d’images et maillages 3D) lors de la conférence SSVM’2007 et Vinh Thong Ta (extension de la morphologie mathématique aux données discrètes de grande dimension) qui a reçu le prix IBM du meilleur article étudiant lors d’ICIP 2008, une des conférences majeures dans le domaine de l’imagerie en octobre à San Diego (Californie). “On peut être délocalisé, peu nombreux, mais faire de la recherche de très haut niveau”, aime à rappeler Abderrhaim El Moataz.
Pr Abderrahim El Moataz
Tél : 06 76 08 40 06
Site : Ensicaen
Olivier Lezoray
Tél : 02 31 45 27 06
Site : Université de Caen
À retenir
L’équipe image du GREYC, c’est :
> Du personnel
­ 19 membres permanents (4 professeurs ; 13 maîtres de conférence, et 2 chargés de recherche)
­ 15 doctorants
> Trois tutelles de recherche
Université de Caen Basse­Normandie, ENSICAEN et CNRS
> Trois sites de recherche
(carte : Caen, Saint­Lô, Cherbourg)
> Des collaborations variées
• Médicales :
­ IRM anatomique/CHU Caen
­ Imagerie fonctionnelle/Cyceron
­ IRM de diffusion/Cyceron,CHU Caen
­ Imagerie de microscopie cellulaire/Centre F. Baclesse/GRECAN
­ Echographie cardiaque/CHU Caen
­ IRM cardiaque/CHU Caen,GE Healthcare
­ Radiographie crânienne/TCI/Orthodontiste
­ EEG/Cyceron
• Multimédia
­ Analyse vidéo ­ segmentation/Philips Caen, NXP
­ Rendu stylisé pour dessins animés/Quadraxis, INT Evry
­ Suivi de bateaux dans des vidéos/ATERMES
­ Indexation d’images/Projet Quero
• Sécurité
­ Biométrie : main et visage/France Telecom R&D
­ Sécurisation de contenus audio et vidéo/France Telecom R&D (Projet RAFFUT)
­ Imagerie astronomique/CEA/Saclay
.Contrôle non destructif/IFP (Institut Français du Pétrole) Une implication dans la formation
IUT SRC (services et réseaux de communication) (IUT de Cherbourg­Manche, site de Saint­Lô)
­ Licences Professionnelle Traitement et analyse d’images (Université de Caen Basse­Normandie)
­ Licence Professionnelle (IUT Cherbourg­Manche, site de de Saint­Lô)
­ Licence Sciences L1, L2 (IUT de Cherbourg et Université de Caen Basse­Normandie)
­ 2 Masters de Recherche : LID (Langage Image et Document) et AMI (Algorithmes et Modèles de l’Information) à l’Université de Caen Basse­Normandie)
­ 1 Master Pro RADI (Réseaux, Documentation et Image) (Université de Caen Basse­Normandie)
­ Formation d’ingénieur, Spécialité informatique, Majeure Image et Multimédia à l’ENSICAEN
C’est l’histoire d’une petite équipe, fondée par le Professeur Daniel Bloyet, de 3 ou 4 chercheurs réunis dans les années 80 autour d’un même engouement pour le traitement et l’analyse d’images. “Au départ, nos activités s’orientaient essentiellement vers l’authentification de signatures et le contrôle vision pour des applications industrielles, comme ces robots élaborés avec RVI (Renault Trucks)”, se souvient Marinette Revenu, photo à l’appui. “Parallèlement, poursuit­elle, nous avons commencé à mener des projets de recherche en collaboration avec le centre de lutte contre le cancer François Baclesse”. Dans les années 90, le boom de l’imagerie médicale a en effet généré de nouveaux besoins et des compétences particulièrement pointues en la matière.
Un large spectre de compétences
1995. Le GREYC est créé par regroupement de deux équipes, l’une spécialisée dans l’imagerie instrumentale, notamment médicale, et l’autre intéressée par la vision par ordinateur et l’intelligence artificielle. Cette unité mixte de recherche CNRS­UCBN­ENSICAEN, l’un des plus grands laboratoires de recherche bas­normand avec 190 membres, compte aujourd’hui 8 équipes aux thématiques spécifiques. Parmi elles, l’équipe image, dirigée depuis ses débuts par Marinette Revenu, mais à laquelle a succédé Luc Brun en début d’année. L’équipe compte aujourd’hui 19 permanents dont 4 professeurs, 13 maîtres de conférence, 2 chargés de recherche, et 15 doctorants. Des effectifs gonflés en 2007 par l’intégration de l’équipe Vision et Analyse Image (Université de Caen Basse­Normandie), qui conserve toutefois ses locaux, ses équipements et une partie de ses travaux de recherche à l’IUT de Cherbourg­Octeville et à Saint­Lô .
Regroupant des chercheurs et enseignants­chercheurs d’origines variées (mathématiques, informatique, physique, intelligence artificielle), les compétences de l’équipe couvrent un large spectre : de l’amélioration de l’image à sa reconstruction, et de la reconnaissance et de l’extraction de formes à l’indexation des données. “Une compétence que nous avons pu renforcer avec l’arrivée dans l’équipe de Frédéric Jurie, enseignant­chercheur de l’Université de Caen Basse­Normandie, spécialisé dans la segmentation de catégories d’objets”, précise Luc Brun.
Une expertise en imagerie médicale
La plupart de ces compétences sont nées à partir de besoins en application autour de l’imagerie médicale qui concentre toujours une grande partie des travaux de recherche de l’équipe, à Caen comme à Cherbourg­
Octeville et Saint­Lô. Luc Brun encadre actuellement deux thèses en collaboration avec la plateforme d’imagerie biomédicale, Cyceron, à Caen. L’une sur la mesure des réseaux neuronaux à l’échelle du cerveau ; l’autre sur l’analyse morphologique de neurones atteints lors de pathologies neurodégénératives (lire en encadré). Deux projets qui permettront à terme d’améliorer les diagnostics des médecins, notamment pour la maladie d’Alzheimer ­ 400 000 cas déclarés en France.
Deux autres thèses sont également en cours en partenariat avec le service cardiologie du CHU de Caen et General Electrics. “Il s’agit à partir d’images IRM ou d’échographies de suivre plus précisément les mouvements du cœur afin de détecter plus tôt d’éventuelles défaillances”, résume Marinette Revenu. Et de préciser : “on a essayé de mettre en place un outil qui s’adaptera aux nouvelles générations de matériels d’acquisition”.
Dans le domaine de l’imagerie médicale, l’équipe image du GREYC collabore aussi aux travaux qui se déroulent au Centre François Baclesse et au GRECAN dans le domaine de l’analyse d’images appliquée au dépistage, au diagnostic et au pronostic des cancers à travers des approches basées sur l’analyse et le traitement d’images grand champ. “Cette recherche, menée en interaction forte avec les médecins, évolue positivement, indique Pascal Gauduchon, professeur de l’Université de Caen Basse­Normandie et Directeur du GRECAN. Le transfert vers la pratique clinique est d’ores et déjà engagé, et le transfert pour une valorisation industrielle des outils est en cours”.
Un champ d’action élargi
“Les compétences acquises par l’équipe dans les domaines fondamentaux du traitement et de l’analyse d’image permettent à celle­ci de s’adapter facilement à de nouvelles thématiques ou de nouveaux champs applicatifs”, souligne Luc Brun. Deux membres de l’équipe, David Tschumperlé et Jalal Fadili, ont ainsi récemment collaboré avec l’Institut Français du Pétrole, autour de l’extraction de structures filaires à partir d’images rayons X pour prévenir d’éventuelles défaillances sur les réseaux d’acheminement du pétrole.
L’Agence nationale de la Recherche a cet été validé le projet Quiavu. Mené en collaboration avec le GREYC, Thalès Security System, la Police et la Gendarmerie nationales mais aussi l’université de Poitiers, il concerne le contrôle et l’amélioration de la qualité des images acquises par les caméras de surveillance.
L’équipe image du GREYC est également partenaire d’un projet porté par France Telecom et financé par l’Agence Nationale de la Recherche sur le thème de la sécurité dans les télécommunications. L’objectif consiste à proposer une alternative aux mots de passe, jugés peu efficaces. Il s’agit concrètement de trouver des solutions permettant de régénérer la clé cryptographique d’une personne à partir de ses données biométriques sans recourir au stockage de données sensibles à caractère personnel. Cette clé pourrait être utilisée pour authentifier la personne, signer des messages ou effectuer des opérations de chiffrement, par exemple. L’équipe Image est impliquée au total dans 9 projets de l’Agence Nationale de la Recherche.
Les travaux de l’équipe image portent également sur la production de logiciels et de bibliothèques de données accessibles au public depuis son site Internet.
L’imagerie, demain ?
En termes d’imagerie médicale, l’évolution des nouveaux matériels d’acquisition de l’image laisse entrevoir de nouveaux projets de recherche, à l’instar du programme ANR FOGRIMMI, coordonné par un enseignant chercheur de l’équipe image du GREYC dans la Manche (lire ci­après).
“Nous avons également manifesté nos compétences et notre intérêt dans le cadre d’une récente réflexion lancée à l’échelle régionale autour de l’imagerie nucléaire”, indique Luc Brun. De nouveaux axes de recherche sont également envisagés dans le domaine du document électronique sur lequel plusieurs équipes du GREYC présentent des compétences transversales. “Et puis nous avons aussi des compétences qui peuvent intéresser le pôle Mov’éo en matière de détection des collisions par exemple”, ajoute­t­il. En résumé, dans tous les domaines où il faut améliorer la qualité d’une image ou extraire des informations de celle­ci, l’équipe image du GREYC est là.
Luc Brun / responsable équipe Image
Tél. : 02 31 45 27 01
Site : Greyc Equipe Image
Marinette Revenu
Tél : 02 31 45 27 02