Friday, 14 December 2018

MFE 2016-2017

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Contents

Analyse et caractérisation du mouvement sur des images de résonance magnétique. (libre)

Description :
L'imagerie de résonance magnétique est une technique d'imagerie non-invasive permettant une visualisation 2D ou 3D d'un patient. L'IRM permet également de mettre en évidence la distribution des directions de diffusion de molécules d'eau (cfr: IRM diffusion). Dans le cas d'une imagerie de diffusion du foie, les battements cardiaques vont perturber cette distribution entraînant un bruit dans l'acquisition. Il faut alors synchroniser les acquisitions sur l'instant du cycle cardiaque générant le déplacement le plus faible sur le foie. L'objectif de ce travail est d'analyser et de caractériser les mouvements au sein d'une séquence d'images prise avant l'imagerie de diffusion. L'algorithme d'amplification de vidéo eulerienne sera notamment envisagé.

Pré-requis : Analyse d’image 2D/3D, programmation (python ou C/C++)

Contacts :Stephan Hahn(stephahn _AT_ ulb.ac.be), Olivier (odebeir _AT_ ulb.ac.be)

Status

libre


Comparaison de critères de sélection de variables quantitatives dans les algorithmes d'arbre de décision/classification. (Alessandro Desy)

Description :
Ce travail consiste à étudier les méthodes actuelles de construction d'arbre de décision en classification supervisée en se focalisant sur le traitement des variables quantitatives. Des critères prenant en compte les caractéristiques des distributions statistiques des valeurs, ainsi que la notion de marge maximale, seront mis en oeuvre et comparés sur des bases de données artificielles et réelles.

Pré-requis : analyse de données multivariées, notions de classification supervisée, notions de programmation

Contacts :Christine Decaestecker (cdecaes_AT_ulb.ac.be)

Status

attribué à Alessandro Desy


Normalisation d'images de lames histologiques marquées par immunohistochimie (IHC) (sgoffin <Sandrine.Goffin_AT_ulb.ac.be>)

Description :

En anatomie pathologique, l'analyse d'image permet une caractérisation objective et quantitative de l'expression de protéines révélées par IHC sur des coupes de tissu, après numérisation à l'aide d'un scanner de lames. Or, les procédés d'IHC, mêmes contrôlés et automatisés (complètement ou partiellement), induisent des variations en termes de couleur et d'intensité au sein de l'image capturée. Ces variations peuvent être globales (d'un batch de marquage à l'autre) et/ou locales c-à-d au sein d'une même lame (dues notamment à des variations dans l'épaisseur de la coupe), ce qui peut entraîner des biais dans la quantification des marqueurs. Faisant suite à des travaux sur la réduction des variations globales réalisés au sein de l'équipe, ce mémoire a pour but de développer une méthode permettant d'atténuer ou de supprimer les variations locales.

Pré-requis : Analyse d’image 2D, programmation (python ou C/C++)

Contacts :Christine Decaestecker (cdecaes_AT_ulb.ac.be), Yves-Rémi Van Eycke (yveycke_AT_ulb.ac.be)

Status

attribué à sgoffin <Sandrine.Goffin_AT_ulb.ac.be>


Exploitation de la cohérence spatiale dans le recalage d’images de lames histologique à haute résolution (libre)

Description :

Le recalage est un procédé permettant l’alignement d’images dans le but de combiner ou de comparer leurs informations respectives. Basés sur des bibliothèques logicielles développées pour l'imagerie clinique, des travaux récents ont adaptés ces techniques au recalage d’images de lames histologiques complètes, qui sont des images de très grande taille (80.000 x 60.000 pixels). Le recalage est basé sur le programme open-source "elastix" et s'opère en deux étapes: recalage de l'image complète à basse résolution suivie du recalage par champs successifs à haute résolution. L'objectif de ce travail est d'améliorer cette seconde étape en exploitant la cohérence spatiale entre champs de vue. Il visera également à traiter le cas d'images de lames présentant des défauts (plis, déchirures, etc.). Les méthodes développées devront être validées sur un ensemble d'images munies de points de contrôle localisés par un expert.

Pré-requis : Analyse d’image 2D, programmation (C/C++ et python)

Bibliographie:

1. Klein S, Staring M, Murphy K, et al. Elastix: a toolbox for intensity-based medical image registration. IEEE Trans Med Imaging 2010;29:196–205.

2. Mueller D, Vossen D, Hulsken B. Real-time deformable registration of multi-modal whole slides for digital pathology. Comput Med Imaging Graph 2011;35:542–56.

3. Moles Lopez X, Barbot P, Van Eycke Y-R, et al., Registration of whole immunohistochemical slide images: an efficient way to characterize biomarker colocalization, J Am Med Inform Assoc 2015; 22(1):86-99.

Contacts :Christine Decaestecker (cdecaes_AT_ulb.ac.be), Yves-Rémi Van Eycke (yveycke_AT_ulb.ac.be), Olivier (odebeir_AT_ulb.ac.be)

Status

libre


Réalisation d'un lutrin virtuel multi-touch. (libre)

Description :
Depuis 2010, un lutrin virtuel est présenté dans le cadre de plusieurs expositions. Ce mémoire aura pour but de réaliser un nouveau prototype de lutrin intégrant des fonctionnalités "multi-touch" grâce à l'utilisation d'une caméra 3D (kinect 2). En résumé, les problèmes abordés au cours de ce travail seront les suivants : reconnaissance de la surface du lutrin, reconnaissance des mains dans le champ et gestion multi-touch, détection de la rotation des pages, adaptation de la projection à la surface du lutrin et identification du numéro de page.

Pré-requis : analyse d'image 2D/3D, programmation (C/C++ et python)

Contacts :Rudy Ercek (rudy.ercek_AT_ulb.ac.be), Olivier Debeir (odebeir_AT_ulb.ac.be)

Status

libre


Design and Development of a Comprehensive DICOM validation application. (libre)

Description :
Using the new XML machine-readable format of the DICOM standard (docbook documents), the architecture of software tools and services for the automatic extraction and utilization of the full content of the DICOM standard will be defined and the corresponding software solutions will be developed. A comprehensive DICOM validation application will also be developed as a pilot project using the previously created DICOM standard digital services.

References : http://dicom.nema.org/; http://www.oasis-open.org/docbook/

Requirements : XML, database, Java or Python or C++.

Contacts : David Wikler (david.wikler_AT_ulb.ac.be), Arnaud Schenkel (arnaud.schenkel_AT_ulb.ac.be), Stijn Vansummeren (stijn.vansummeren_AT_ulb.ac.be)

Status

libre


« Télévision virtuelle » MPEG à caméras « Light Field » (libre)

Description :
MPEG est un comité de standardisation ISO/IEC à renommée mondiale, qui se charge de standardiser toutes les technologies de transmission dans le domaine de la télévision. MPEG-FTV « Free viewpoint TV » est une nouvelle activité dans MPEG qui explore les technologies de la télévision numérique du futur et plus particulièrement la « télévision virtuelle », qui permet une navigation virtuelle libre dans un volume scénique entouré de caméras fixes par interpolation non-linéaire entre lesdites caméras. Le travail consiste à explorer les possibilités de caméras « Light Field » [1], ainsi que l’extraction de cartes de profondeur (p.e. « Light Field Epipolar Plane Imaging » [2]) dans le contexte de la « télévision virtuelle » utilisant des méthodes de « Depth Image Based Rendering » [3].

Le travail s’inscrit dans une collaboration européenne, et plus particulièrement avec l’institut de recherche en multimédia B<>COM France [4] dans le contexte de la standardisation MPEG.

[1] http://www.lesnumeriques.com/appareil-photo-numerique/illum-p20410/test.html

[2] C. Kim, H. Zimmer, Y. Pritch, A.S. Hornung, M. Gross, “Scene reconstruction from high spatio-angular resolution light fields”, ACM Transactions on Graphics - SIGGRAPH 2013 Conference Proceedings, Volume 32 Issue 4, July 2013. https://www.disneyresearch.com/project/lightfields/

[3] http://research.microsoft.com/pubs/68826/review_image_rendering.pdf

[4] http://www.b-com.com/

Prérequis : affinité pour la 3D numérique et/ou compression MPEG, programmation C/C++, possibilité de stage chez B<>COM France 

Contacts :Gauthier Lafruit (gauthier.lafruit_AT_ulb.ac.be), Joël Jung (Joel.Jung_AT_b-com.com)

Status

libre

Accélération GPU embarquée pour la stéréoscopie en vision naturelle. (libre)

Description :
La profondeur que nous percevons dans des images stéréoscopiques dépend de leur disparité, i.e. la distance horizontale entre deux points correspondants dans la paire d’images. Il est dès lors possible de régler la profondeur perçue en synthétisant de nouvelles images stéréoscopiques par déplacement des pixels d’une image de référence à l’aide d’une carte de profondeur, p.e. [1]. Le travail consiste à calculer une telle carte de profondeur en temps réel et de synthétiser une nouvelle paire d’images stéréoscopiques à profondeur réglable sur écran 3D, utilisant une accélération matérielle sur « GPU – Graphical Processing Unit », p.e. sur plateforme embarquée JETSON TK1 [2].

[1] Zhang, Ke; Lafruit, Gauthier; Catthoor, Francky «Real-time stereo matching: a cross-based local approach», IEEE International Conference on Acoustics, pp. 733-736, 2009.

[2] http://www.nvidia.com/object/jetson-tk1-embedded-dev-kit.html

Prérequis : programmation C/C++ et CUDA/OpenCL 

Contacts :Gauthier Lafruit (gauthier.lafruit_AT_ulb.ac.be)

Status

libre

Réalité Virtuelle Cinématique 3D par Kinect sur Oculus. (Arnaud Fiala)

Description :
La Réalité Virtuelle Cinématique est une forme de Réalité Virtuelle qui ambitionne d’égaler la qualité du rendu cinématique en décrivant les objets et les personnages par leur forme 3D, préalablement acquise par des Kinect. Le travail consiste à obtenir une représentation fidèle de personnages, combinant l’acquisition de plusieurs Kinect et caméras couleur entourant la scène d’intérêt. Le logiciel KinectFusion [1] sera intensément utilisé et amélioré par de nouveaux algorithmes d’images de synthèse. Les résultats seront rendus sur Oculus Rift [2].

[1] https://msdn.microsoft.com/en-us/library/dn188670.aspx

[2] https://www.oculus.com/en-us/

Prérequis : affinité pour la 3D numérique et bonnes bases de programmation C/C++


Contacts :Gauthier Lafruit (gauthier.lafruit_AT_ulb.ac.be), Guillaume Dauphin (Guillaume.Dauphin_AT_ulb.ac.be)

Status

attribué à Arnaud Fiala

Tracking cellulaire appliqué à la technique du scratch-wound healing par analyse d'image. (Zelda Paquier <zpaquier_AT_ulb.ac.be>)

Description :
Le projet vise à adapter une technique de tracking cellulaire à des images acquises par vidéo microscopie de champs cellulaires pris à confluence (contraste de phase).

Prérequis : analyse d'image, traitement de signal, python/cython

Contacts :Olivier Debeir (odebeir_AT_ulb.ac.be),Laure Twyffels <ltwyffel_AT_ulb.ac.be>

Status

attribué à Zelda Paquier <zpaquier_AT_ulb.ac.be>


Analyse en temps réel de l'activité respiratoire. (Ali Dabach <adabach_AT_ulb.ac.be>)

Description :
Ce mémoire vise à développer un système d'acquisition 3D temps réel de la cage thoracique d'un patient assis en vue d'estimer le volume inspiré et expiré (ainsi que les temps caractéristiques du mouvement de respiration). Des procédures de calibration seront développées pour valider l'approche, les mesures extraites seront analysées pour en extraire un maximum d'informations permettant de valider ou d'invalider la régularité du cycle. Ce mémoire sera réalisé en étroite collaboration avec un mémoire visant à extraire l'activité cardiaque lors de ce même examen.

Prérequis : analyse d'image, traitement de signal

Contacts :Olivier Debeir (odebeir_AT_ulb.ac.be),Olivier.Van.Hove_AT_erasme.ulb.ac.be

Status

attribué à Ali Dabach <adabach_AT_ulb.ac.be>


Intégration d'une extraction (semi-)automatique de primitives 2D dans un logiciel de conception de plans à partir d'un nuage de points 3D. (libre)

Description :
Dans le cadre d'une collaboration avec les ville de Bruxelles, un scan 3D de l'hôtel de Ville a été réalisé en 2014/2015. Afin de permettre l'exploitation de ces scans, un logiciel de dessin vectoriel en Qt/C++ a été réalisé par le LISA. Ce logiciel permet de projeter un nuage de points 3D sur différents plans d'intérêt correspondant, entre autre, aux différentes façades et de dessiner en surimpression des points et des droites afin de les exporter dans un logiciel CAD. Le but de ce mémoire sera d'améliorer ce logiciel par l'intégration d'une extraction (semi-)automatique de primitives tel que des points et des droites en utilisant les différents modes de vue disponibles (profondeur, normal, couleur, ...). En outre, ce logiciel devra faire l'objet d'un "refactoring" afin d'y intégrer le dessin d'autres primitives telles que des arcs et des courbes, ...

Prérequis : Analyse d'image, programmation en C++

Contacts :Rudy Ercek (rercek_AT_ulb.ac.be), Olivier Debeir (odebeir_AT_ulb.ac.be)

Status

libre


Extraction automatique du profil d'une poterie pour le calcul de son volume et génération du modèle 3D. (libre)

Description :
Un site web, http://capacity.ulb.ac.be, permet actuellement aux archéologues de calculer le volume d'un récipient à partir de son profil. Dans certains cas, l'extraction automatique du profil intérieur permettant le calcul du volume ne fonctionne pas. L'objectif principal de ce mémoire sera d'implémenter un nouvel algorithme permettant d'extraire l'axe et le profil intérieur très rapidement mais également le profil extérieur afin de générer un modèle 3D visible dans un viewer web 3D et exportable en fichier stl (par exemple, utilisable pour l'impression 3D). En outre, dans le cadre de 2 projets d'étudiant (MA1), une refonte du site actuel a été réalisé dans un CMS (Drupal) en incorporant plusieurs améliorations. Le second objectif de ce mémoire sera de finaliser ce site et d'incorporer les fonctionnalités ci-dessus afin qu'un nouveau site parfaitement fonctionnel soit mis en ligne en 2017.

Prérequis : Analyse d'image, python/C++, html5 (js, ...)

Contacts :Rudy Ercek (rercek_AT_ulb.ac.be), Olivier Debeir (odebeir_AT_ulb.ac.be)

Status

libre

Réalisation d'un tracking de souris dans le cadre d'expériences d'optogénétique. (ndeveaux <Nirina.Deveaux_AT_ulb.ac.be>)

Description :
Dans le cadre d'expériences d'optogénétique réalisées par le laboratoire de Neurophysiologie de l'ULB, des souris noires sont déposées dans un openfield blanc et sont enregistrées à l'aide d'une caméra (Basler). Le premier objectif de ce travail sera de développer (en python, ...) ou d'adapter une solution existante de tracking (ex: logiciel useTracker) qui permet de déterminer certains mouvements des souris tels que la distance parcourue, la vitesse, la rotation de leur tête, .. . Le deuxième objectif sera de pouvoir régler en temps réel des paramètres de stimulation de lasers (fréquence, durée du pulse, ...) dont sont équipées des souris afin de mettre en évidence l'expression d'une protéine sensible à la lumière dans leur cerveau. Cette interaction sera réalisée par le pilotage d'un arduino mega sur lesquels les lasers sont raccordés. Le dernier objectif sera de mettre en évidence l'interaction sociale des souris couplée à l'optogénétique.

Prérequis : Analyse d'images, programmation (python, ...)

Contacts :Rudy Ercek (rercek_AT_ulb.ac.be), Amandine Cornil, Olivier Debeir (odebeir_AT_ulb.ac.be)

Status

attribué à ndeveaux <Nirina.Deveaux_AT_ulb.ac.be>

Etude multicentrique et standardisation de la qualité des images Gallium-68 PET/CT. (Clementine Marin<Clementine.Marin_AT_ulb.ac.be>)

Description :
L’utilisation du Gallium 68 (Ga68) est en pleine expansion en médecine nucléaire notamment pour le diagnostic des tumeurs neuroendocrines (Ga68-DOTATATE) et des cancers de la prostate (Ga68- PSMA). Le Ga68 se désintègre en émettant majoritairement des positrons (β + ) ce qui en fait un radio- isotope de choix pour la réalisation d’imageries PET/CT (Positron Emission Tomography/Computed Tomography). La qualité des images Ga68-PET/CT doit être standardisée afin de permettre la comparaison de résultats obtenus par différents centres hospitaliers (plus de flexibilité pour le patient, études multicentriques possibles,…).

Dans un premier temps,l’étudiant devra se familiariser avec les différents paramètres d’acquisition et de reconstruction des images Ga68 PET/CT et étudier les outils permettant de quantifier le bruit présent dans l’image et l’impact de l’effet de volume partiel sur les petits volumes.

L’étudiant devra ensuite déterminer les activités de Ga68 à placer dans les différents volumes d’un fantôme, proposer une méthode reproductible pour la préparation de ce fantôme et choisir les paramètres d’acquisition les plus adaptés.

Il se rendra ensuite dans différents centres disposants de différentes marques de PET/CT afin de participer à la préparation puis l’acquisition de ce fantôme.

Il testera enfin différents paramètres de reconstruction pour lesquels la qualité de l’image sera évaluée et comparée entre les centres/machines.

Prérequis : analyse d'image, python/programmation en C++

Contacts :Olivier Debeir (odebeir_AT_ulb.ac.be), Bruno Vanderlinden (bruno.vanderlinden_AT_bordet.be)

Status

attribué à Clementine Marin<Clementine.Marin_AT_ulb.ac.be>

Développement et amélioration d'un tracker vidéo (UseTracker)

L'analyse automatique de vidéos est devenue un outil fondamental pour de nombreux domaines en biologie, et notamment pour l'étude du comportement animal. L'application des techniques de traitement d'image comme la reconnaissance et le suivi d'individus permet d'extraire rapidement des données (coordonnées, orientation, vélocité, identité…) systématiques et précises qui permettent de mieux comprendre les phénomènes observés.

Il existe sur le marché une palette de logiciels d'analyse vidéo, mais ceux-ci sont généralement payants et spécifiques pour un traitement donné. Afin de faciliter l'extraction de données et le partage de méthodologies, le service d'Ecologie Sociale situé à la Plaine a conçu le logiciel useTracker axé sur les librairies FFMPEG et OpenCV.

Dans ce contexte, nous proposons deux mémoires de fin d'étude qui sont tous appliqués à des cas concrets (vidéos expérimentales d'agrégation de cafards, de bancs de poissons, d'excavation collective chez les fourmis, etc...)

Création & amélioration de nouveaux algorithmes pour useTracker. (Julien Antoine)

Description :
Les algorithmes traités permettront notamment la détection et la reconnaissance d'objets dans des conditions d'illumination variables et de proximité physique,ainsi que le suivi d'objets en forte densité (par exemple 60 poissons dans la même vidéo).

Prérequis : analyse d'image, python/programmation en C++

Contacts :Alexandre Compo (Alexandre.Campo_AT_ulb.ac.be), Rudy Ercek (rercek_AT_ulb.ac.be), Olivier Debeir (odebeir_AT_ulb.ac.be)

Status

attribué à Julien Antoine

Intégration de l'analyse d'image avec le contrôle de robots simples dans UseTracker. (Julien Antoine)

Description :
L'utilisation de robots dans le cadre d'expériences sur les comportements animaux permet une avancée majeure dans la compréhension des comportements des individus et de leurs interactions. Les expériences font souvent usage de robots comportant des capteurs leur permettant de percevoir leur environnement et d'adapter de manière autonome leur comportement en conséquence. À l'inverse, il serait intéressant d'utiliser des robots plus simples, contrôlés en temps réel par ordinateur. L'objectif de ce projet est de diriger en temps réel des robots à travers une connection bluetooth en fonction des objets et animaux (par exemple des poissons ou des cafards) détectés dans le flux vidéo d'une caméra par le tracker. Le travail implique le développement d'un plugin spécifique à cet usage récupérant le flux analysé, et l'envoi de commandes au robot en fonction des résultats de l'analyse d'image.

Prérequis : analyse d'image, python/programmation en C++

Contacts :Alexandre Compo (Alexandre.Campo_AT_ulb.ac.be), Rudy Ercek (rercek_AT_ulb.ac.be), Olivier Debeir (odebeir_AT_ulb.ac.be)

Status

attribué à Julien Antoine