Gomtrie discrte et imagerie

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Géométrie discrète et imagerie
13 membres permanents - 14 doctorants
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Thèmes de recherche

• Topologie discrète
• Géométrie discrète et géométrie algorithmique
• Morphologie mathématique
• Optimisation globale, filtrage et analyse
  d'images
• Synthèse d'images et modélisation
• Architectures dédiées pour l'imagerie
• Traitement d'images et applications

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Topologie discrèteParticipants G. Bertrand, M.
Couprie, Y. Kenmochi
Transformations homotopiques Squelettes
euclidiens discrets
Variétés discrètes Primitives de surfaces
discrètes Extraction de frontières
combinatoires d'objets discrets
Amincissement parallèle, Noyaux critiques
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Amincissement parallèle
Topologie discrèteParticipants G. Bertrand, M.
Couprie, Y. Kenmochi
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Amincissement parallèle
Topologie discrèteParticipants G. Bertrand, M.
Couprie, Y. Kenmochi
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Topologie discrèteParticipants G. Bertrand, M.
Couprie, Y. Kenmochi
Noyaux critiques
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Topologie discrèteParticipants G. Bertrand, M.
Couprie, Y. Kenmochi
Variétés discrètes
Donnée Ensemble de points (grille, nuage, . .
.) dont sous-ensemble Objet Problème Générer
une surface (linéaire par morceaux) séparant les
points de lobjet des points du fond
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Géométrie discrète et géométrie
algorithmiqueParticipants L. Buzer, Y. Kenmochi
Reconnaissance des hyperplans discrets
Simplification géométrique
Géométrie discrète pour la vision par ordinateur
Transformations rigides discrètes
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Géométrie discrète et géométrie
algorithmiqueParticipants L. Buzer, Y. Kenmochi
Reconnaissance des plans discrets
Problème Décider si un ensemble S de n points
est une partie de plan discret
Algorithmes existants ? Efficaces mais avec
une complexité dans le pire cas élevée ? Bonne
complexité dans le pire cas mais lent en
pratiqueNotre résultat
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Géométrie discrète et géométrie
algorithmiqueParticipants L. Buzer, Y. Kenmochi
Géométrie discrète pour la vision par ordinateur

• La vision par ordinateurest traditionnellement
  basée sur la géométrie euclidienne, alors que
  lesdonnées (images)sont discrètes
• Erreurs darrondi,dinterpolation
• Collaboration avec A. Sugimoto (NII, Japon)

C1
C2
C3
11
Géométrie discrète et géométrie
algorithmiqueParticipants L. Buzer, Y. Kenmochi
Géométrie discrète pour la vision par ordinateur
Intersection depyramides de vision

• La vision par ordinateurest traditionnellement
  basée sur la géométrie euclidienne, alors que
  lesdonnées (images)sont discrètes
• Erreurs darrondi,dinterpolation
• Collaboration avec A. Sugimoto (NII, Japon)

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Morphologie mathématique Participants G.
Bertrand, M. Couprie, J. Cousty, L. Najman, J.
Serra, H. Talbot
Arbre des composantes
Ligne de partage des eaux

• Segmentation d'images
• et connexions morphologiques

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Morphologie mathématique Participants G.
Bertrand, M. Couprie, J. Cousty, L. Najman, J.
Serra, H. Talbot
Arbre des composantes
Composantes relation dinclusion ? structure
darbre Applications

• Filtrage
• Segmentation (extraction de marqueurs)
• Mise en correspondance
• Ligne de partage des eaux topologique

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Morphologie mathématique Participants G.
Bertrand, M. Couprie, J. Cousty, L. Najman, J.
Serra, H. Talbot
Ligne de partage des eaux
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Optimisation globale, filtrage et analyse
d'images Participant H. Talbot
Segmentation d'image par critères continus
globalement optimaux
Filtrage et segmentation des objets fins
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Optimisation globale, filtrage et analyse
d'images Participant H. Talbot
Segmentation d'image par critères continus
globalement optimaux

• Segmentation par calculs de surfaces minimales
• Projet ANR SURF 2005-2009, porté par le LIGM,
  400k, 4 ans,4 partenaires
• Applications médicales, industrielles
  (matériaux), multimédia

Surface globalementminimale
Segmentation parlevel sets
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Synthèse d'images et modélisation Participants
V. Biri, M. Akil
Illumination globale
Rendu temps réel de phénomènes naturels
Réalité Virtuelle et immersion
Système d'affichage 3D
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Synthèse d'images et modélisation Participants
V. Biri, M. Akil
Illumination globale
19
Synthèse d'images et modélisation Participants
V. Biri, M. Akil
Rendu temps-réel de phénomènes naturels

• Visualisation temps-réel avec milieux
  participants (brouillard, fumée, feu)

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Architectures dédiées pour l'imagerie
Participants M. Akil, E. Dokládalova, T.
Grandpierre, L. Perroton
Reconfigurabilité et architectures
dédiées Architectures reconfigurables et
adaptatives pour la vision
Algorithmes de traitement d'image adaptés aux
systèmes embarqués
Méthodologie de conception d'applications temps
réel
Nouveaux modes de calculs pour systèmes de
vision embarqués
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Architectures dédiées pour l'imagerie
Participants M. Akil, E. Dokládalova, T.
Grandpierre, L. Perroton
Reconfigurabilité et architectures dédiées

• Implantation dopérateurs topologiques pour le
  traitement dimages
• Thèse CIFRE de C. Sibade avec OCE

Gradient
Amincissementhomotopique seuil
Amincissement restauration de crêtes seuil
Image originale
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Architectures dédiées pour l'imagerie
Participants M. Akil, E. Dokládalova, T.
Grandpierre, L. Perroton
Méthodologie de conception d'applications temps
réel
Partenariat avec le projet AOSTE de l'INRIA
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Architectures dédiées pour l'imagerie
Participants M. Akil, E. Dokládalova, T.
Grandpierre, L. Perroton
Nouveaux modes de calcul pour systèmes de vision
embarqués

• Réalisation et validation d'architectures dédiées
  pour des nouveaux modes de calcul à base de
  graphes
• Thèse CIFRE de N. Ngan avec SAGEM
• Collaboration avec l'Université de la Bohême
  Occidentale (République Tchèque)

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Traitement d'images et applications Participants
M. Akil, J. Cousty, X. Hilaire, L. Najman, J.
Serra, H. Talbot
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Traitement d'images et applications Participants
M. Akil, J. Cousty, X. Hilaire, L. Najman, J.
Serra, H. Talbot
Multimédia

• Les appareils photos numériques (APN) grand
  public sont entachés de problèmes optiques et
  électroniques on cherche à en corriger les
  défauts les plus visibles en utilisant la CPU
  embarquée.
• Thèse CIFRE avec Philips - NxP
• Résultats

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Traitement d'images et applications Participants
M. Akil, J. Cousty, X. Hilaire, L. Najman, J.
Serra, H. Talbot
Imagerie bio-médicale

• Projets en collaboration
• Cur (H. Mondor)
• Angiogénèse (Sanofi)
• Cancers de la peau (CSIRO,Australie)
• Lymphomes (H. Mondor)
• Coronaires (GeneralElectric)

Segmentation dun lymphome
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Traitement d'images et applications Participants
M. Akil, J. Cousty, X. Hilaire, L. Najman, J.
Serra, H. Talbot
Analyse dimages de matériaux

• Projet ANR Microfiss 2007-2011, 3 partenaires
• Suivi du développement de micro-fissures dans les
  bétons, en 3Dt
• Imagerie très haute résolution (microtomographie
  synchrotron),objets fins en 4D.

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Traitement d'images et applications Participants
M. Akil, J. Cousty, X. Hilaire, L. Najman, J.
Serra, H. Talbot
Environnement
Projet STIC-Asie Collaboration internationale
Chine Malaisie France
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Bilan et perspectives
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Bilan

• Production scientifique
• Publications (13 permanents, 2005-2008)
• Collections, livres (OS) 19
• Articles de revues (ACL) 43
• Actes de conférences (ACT) 105
• Direction douvrages (DO) 5
• Thèses soutenues
• 2 HDR
• 8 thèses de doctorat

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Bilan

• Participation à la vie scientifique
• Organisation de colloques
• L. Najman Conférence Internationale sur
  l'Analyse Multivoque, le Contrôle, la Viabilité
  et les Applications, 2004
• L. Najman International Symposium on
  Mathematical Morphology, 2005
• V. Biri Conférence annuelle de l'Association
  Française d'Informatique Graphique (AFIG), 2007
• Appartenance à des comités scientifiques
• 17 conférences
• Editeurs associés
• M. Akil Journal of Real-time Image Processing
• M. Couprie Pattern Recognition Letters
• H. Talbot Image Analysis and Stereology

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Bilan

• Prix, distinctions
• Jean Serra a reçu en 2008 le ''EURASIP Group
  Technical Achievements Award'', au titre de
  l'invention de la morphologie mathématique et de
  la promotion de ses applications
• Hugues Talbot a reçu (à titre collectif) cinq
  prix de l'Australian Institution of Engineers,
  pour sa contribution à la réalisation d'un
  appareil médical d'aide au diagnostic du cancer
  de la peau
• Projet ''cur''
• Trophée du Conseil Général du Val de Marne
• "Dotation de Recherche Clinique", d'un montant de
  80 000 Euros
• Deuxième place de la compétition "jeune
  chercheur", XVIèmes Journées de la Société
  Française de Cardiologie
• Prix de thèse AFRIF 2008 mention spéciale (J.
  Cousty)
• ''Best paper award'' de l'Information and System
  Society of IEICE (Y. Kenmochi)
• ''Best paper award'' de la conférence CGAMES'06
  (V. Biri)
• ''Best student paper award'' de la conférence
  IWCIA'08 (Y. Thibault)

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Bilan

• Enseignement
• IMAC Images Multimédia Audiovisuel
  CommunicationFormation dingénieurs en 3 ans
• ISBS Institut Supérieur des Bio-SciencesFormati
  on dingénieurs en 3 ans Paris XII / ESIEE
• Majeure Informatique de lESIEESpécialisation
  sur 2 ans
• Master 2 recherche Science InformatiqueOption
   Imagerie 3D et environnements virtuels 

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Bilan

• Synergies

Intra-équipe
Intra-labo

• Équipe signal
• Complémentarité des domaines scientifiques
• Convergences sur certaines applications
  (médicales en particulier)

Géo
Arch
Morph
Synth
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Moyens matériels particuliers

• BladeCenter (IBM) infrastructure pour le calcul
  parallèle haute performance
• Une lame pour le calcul SMP (multiprocesseur
  symétrique), composée de 4 processeurs dual core
  partageant 32Gb de données
• 7 lames (8 curs chacune) pour le calcul
  parallèle de type cluster
• 3 lames CELL équipées de 2 processeurs CELL à 9
  curs
• Salle de Réalité Virtuelle
• Écran polarisé 5m?3m
• Video-projecteur stereoscopique
• 5 caméras
• 8 enceintes
• Tapis sensitif
• Capteurs de mouvement
• Écran auto-stereoscopique

36
Perspectives
37
CERTIS Centre dEnseignement et de Recherche de
lENPC
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(No Transcript)
39
(No Transcript)
40
(No Transcript)
41
(No Transcript)
42
(No Transcript)
43
(No Transcript)
44
(No Transcript)
45
Perspectives

• Nouvelles collaborations académiques
• Université de Strasbourg (C. Ronse, N. Passat)
  Intégration de connaissances pour la
  segmentation
• ENSEA, École du Louvre (S. Philip-Foliguet)
  Indexation et classification dobjets 3D
• Université de Clermont (R. Malgouyres)
  Convolutions en nombres entiers pour le
  traitement du signal et de limage
• DGA, Gendarmerie Nationale (P. Perrot) Analyse
  dimages biométriques en contexte forensique
• Siemens Research, Princeton (L. Grady)
  Optimisation discrète pour la segmentation

46
Perspectives

• Nouvelles collaborations avec des entreprises
• General Electric (1 thèse) imagerie médicale
• Duran-Dubois (1 thèse CIFRE) synthèse dimages
• SAFIG (2 thèses) traitement dimages de
  document

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Perspectives

• Thématique  Environnements virtuels 
• Pôle de compétitivité ADVANCITYprincipaux
  partenaires CSTB INRETS ENPC IGN EAMLV
  ESIEE / UPEMLV
• GIS Aménagement Virtuel
• Plateforme UrbaConcept projet commun
• Embauche dun enseignant-chercheur ESIEEprofil
  imagerie 3D et réalité virtuelle

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Perspectives

• Nouveaux arrivants
• Jean Coustymorphologie mathématique,
  modélisation géométrique
• Vincent Nozicksynthèse dimage, réalité virtuelle

• Enseignement
• Nouvelle filière en apprentissageImagerie, 3D
• Nouvelle filière internationale

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Principaux objectifs

• Renforcement des quatre thèmes principaux
  Géométrie et topologie discrètesSynthèse
  dimagesMorphologie mathématique et
  optimisationArchitecture pour limagerie
• Intégration dun nouveau thème (CERTIS) Vision
  3D et apprentissage statistiqueNouvelle équipe
  A3SI Algorithmes, Architectures, Analyse et
  Synthèse dImages
• Développement de laxe applicatif Aménagement
  virtuel et environnement

50
(No Transcript)
51
(No Transcript)
52
Géométrie discrète et imagerie
Géométrie discrète et imagerie

• 13 Membres permanents
• Mohamed Akil, professeur ESIEE, HDR
• Venceslas Biri, maître de conférences UPEMLV
• Gilles Bertrand, professeur ESIEE, HDR
• Lilian Buzer, professeur assistant ESIEE
• Michel Couprie, professeur ESIEE, HDR
• Eva Dokládalova, professeur assistant ESIEE
• Thierry Grandpierre, professeur associé ESIEE
• Xavier Hilaire, professeur assistant ESIEE
• Robert Jeansoulin, directeur de recherche CNRS,
  HDR
• Yukiko Kenmochi, chargée de recherche CNRS
• Laurent Najman, professeur ESIEE, HDR
• Jean Serra, professeur émérite ESIEE, HDR
• Hugues Talbot, professeur associé ESIEE

• 2 Membres associés
• Eric Incerti, maître de conférences UPEMLV
• Laurent Perroton, professeur associé ESIEE

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Géométrie discrète et imagerie

• 14 Doctorants
• Cédric Allène, co-tutelle ENPC, depuis 2004
• Patrice Bouvier, ATER, depuis 2004
• Emilie Charrier, allocataire DGA, depuis oct.
  2006
• John Chaussard, allocataire, depuis oct. 2006
• Nicolas Combaret, co-tutelle ICMCB, depuis oct.
  2006
• Pascal Degenne
• Roland Levillain, co-tutelle EPITA, depuis oct.
  2007
• Petr Matas, co-tutelle république thèque, depuis
  oct. 2007
• Nicolas Ngan, thèse CIFRE SAGEM DS, depuis oct.
  2007
• Harold Phelippeau, thèse CIFRE Philips/NXP,
  depuis 2005
• Benjamin Raynal, allocataire, depuis oct. 2007
• François de Sorbier de Pougnadoresse, ATER,
  depuis 2004
• Olena Tankyevych, allocataire BDI CNRS, depuis
  nov. 2006
• Yohan Thibault, allocataire région Ile de France,
  depuis nov. 2006

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Amincissement parallèle
Topologie discrèteParticipants G. Bertrand, M.
Couprie, Y. Kenmochi
55
Noyaux critiques

• Soit X un complexe nD
• Soit Y le noyau critique de X
• Pour tout sous-complexe principal Z de X qui
  contient Y, X collapse sur Z

56
Noyaux critiques
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Géométrie discrète et géométrie
algorithmiqueParticipants L. Buzer, Y. Kenmochi
Enveloppes convexes supérieures et inférieures
sur une grille
Algorithmes de construction denveloppe convexe
O(D.log D)Meilleure approche existante O(h.log
D) où h nombre de sommets
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Géométrie discrète et géométrie
algorithmiqueParticipants L. Buzer, Y. Kenmochi
Simplification géométrique

• Problème calculer une sous-chaîne polygonale
  issue dune chaîne polygonale simple avec un
  écart maximal borné
• Optimalitédu nombre darêtes
• Ecart entre le rendu finalet la chaîne de
  départconnuet inférieur à ½ pixel
• Complexité mémoirelinéaire

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Géométrie discrète et géométrie
algorithmiqueParticipants L. Buzer, Y. Kenmochi
Transformations rigides discrètes

• Etude des notions de rotation et translation
  discrètes
• Calculs en nombres entiers
• Identification des paramètres dune rotation
  discrète à partir dimages

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RV / RA Vision
61
Synthèse d'images et modélisation Participants
V. Biri, M. Akil
Réalité Virtuelle et immersion
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Architectures dédiées pour l'imagerie
Participants M. Akil, E. Dokládalova, T.
Grandpierre, L. Perroton
Méthodologie de conception d'applications temps
réel

• Implantation d'algorithmes temps-réel sur
  architectures multi-composants hétérogènes
• Partenariat avec le projet AOSTE de l'INRIA
• Implantation dans notre logiciel de CAO SynDEx-IC
  extension aux circuits reconfigurables

63
Projets en cours

• Projets ANR
• DREAMM (depuis 2006) aide au Diagnostic Rapide
  Et Automatisé de la Maladie de MenièrePartenaires
  hôpital de Clermont Ferrand, INSERM, INRIA
• SURF (depuis 2006) étude des surfaces
  minimalesPartenaires ECP, ENPC, Université de
  Paris-Dauphine
• TerraNumerica (depuis 2006) plateforme de
  numérisation et visualisation interactive du
  territoirePartenaires Thalès, ARMines, ECP,
• MicroFiss (depuis 2007) étude expérimentale et
  modélisation MICROmécanique de la FISSuration des
  matériaux cimentairesPartenaires ICMCB,
  Université Polytechnique de Lille

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Projets en cours

• Contrats industriels
• PRIMPROC (depuis 2004) projet S.E.S.A.M.E,
  plate- forme reconfigurable intégrée multimédia
• Philips / NXP (depuis 2005) amélioration
  d'images d'appareils photo numériques
  grand-public (thèse CIFRE)
• Sanofi-Aventis (depuis 2006) analyse d'images
  pour l'étude de l'angiogenèse
• Nipson (depuis 2006) étude des techniques
  d'impression d'images
• SAGEM DS (depuis 2007) architectures
  matérielles avancées pour la vision embarquée
  temps réel (thèse CIFRE)

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Projets en cours

• Autres projets financés
• AREMCAR (depuis 2004) imagerie cardiovasculaire
  (thèse de J. Cousty)
• DGA-LRBA (depuis 2006) simplification
  polyédrique optimale pour le rendu (thèse dE.
  Charrier)
• STIC ASIE (depuis 2007) modèles de risques pour
  la prévention de catastrophes naturelles (J.
  Serra)
• SAFeTI (depuis 2007) imagerie satellitaire (L.
  Najman)

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Principales collaborations académiques
(internationales)

• Université de Chiba (Japon) Atsushi Imiya
• Institut National d'Informatique (Japon)
  Akihiro Sugimoto
• Université d'agriculture et de technologie de
  Tokyo (Japon) Ikuko Shimizu
• Université de Campinas (Brésil) Roberto de
  Alencar Lotufo
• Université Fédérale du Minas Gerais (Brésil)
  Arnaldo de Albuquerque Araujo
• CSIRO BioMedIA Lab (Australie) Sebastien
  Ourselin
• CSIRO Mathematical and Information Science
  (Australie) Pascal Vallotton
• Université de Ljubjana (Slovénie) A. Zemva
• Institut National d'Informatique d'Alger
  (Algérie) A. Henni
• Université de Sétif (Algérie) M. Mostafai
• Faculté de Médecine de Monastir (Tunisie) M. H.
  Bedoui
• Institut National d'Informatique d'Alger
  (Algérie) H. Abderrazak

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Principales collaborations académiques
(nationales)

• INRIA, Projet Epidaure Grégoire Malandain
• Université de Clermont-Ferrand Rémy Malgouyres,
  Christophe Lohou
• Université de Savoie J-O. Lachaud
• Université de Poitiers P. Lienhardt, E. Andres
• INRA Jasmine Burguet
• ICMCB Dominique Bernard
• École Centrale de Paris N. Paragios
• Université de Paris-Dauphine L. Cohen
• LORIA Karl Tombre, Bart Lamiroy
• INRIA Y. Sorel
• Université Paris XI A. Mérigot
• EPITA T. Géraud

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Thèses soutenues

• HDR (2)
• Michel Couprie, Notions et opérateurs
  topologiques pour le traitement d'images, 25 juin
  2004.
• Laurent Najman, Morphologie mathématique,
  systèmes dynamiques et applications au traitement
  des images, 24 mai 2006.
• Thèses de doctorat (8)
• Jean Cousty, Ligne de partage des eaux discrète
  théorie et application à la segmentation d'images
  cardiaques, 17 octobre 2007.
• Julien Denoulet, Architectures massivement
  parallèles de systèmes sur circuits (SoC) pour le
  traitement de flux vidéo, thèse en co-tutelle
  Université Paris XI - ESIEE, 16 décembre 2004.
• Xavier Daragon, Surfaces discrètes et frontières
  d'objets dans les ordres, 14 octobre 2005.
• Benoît Kaufmann, Spécification et conception d'un
  système autostéréoscopique multi-vues pour
  l'affichage tri-dimensionnel, 21 décembre 2006.
• David Menotti-Gomes, Amélioration du contraste
  des images numériques par égalisation
  d'histogrammes, thèse en co-tutelle Belo
  Horizonte (Brésil)- Marne-la-Vallée, 18 juin
  2008.
• Vincent Nozick, Méthodes de rendu à base de
  vidéos et applications à la Réalité Virtuelle, 6
  juin 2006.
• Cyril Pichard, Méthodes et outils pour la
  composition d'images numériques haute définition,
  décembre 2005.
• André Vital Saúde, Discrete Euclidean skeletons
  in increased resolution and the hippocampus
  segmentation in MRI, thèse en co-tutelle Campinas
  (Brésil)- Marne-la-Vallée, 15 décembre 2006

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Conférences internationalesappartenance à des
comités scientifiques (2005-2008)

• International Workshop on Combinatorial Image
  Analysis, 2006 (G. Bertrand)
• Image and Vision Computing New Zealand -
  IVCNZ'04, IVCNZ05, IVCNZ'06 , IVCNZ07(M.
  Couprie)
• SIBGRAPI'05, Brésil (M. Couprie)
• Discrete Geometry for Computer Imagery -
  DGCI'2005, 2006, 2008 (G. Bertrand, M. Couprie)
• Advanced concepts for intelligent vision systems
  - ACIVS'2005, 2007 (H. Talbot, L. Najman)
• Scale-space 2005, Allemagne (H. Talbot)
• SPIE, Symposium on Electronic Imaging Science
  Technologies (M. Akil)
• Applications Médicales de l'Informatique
  Nouvelles Approches, Tunisie, 2006 (M. Akil)
• European Conference on Computer Vision 2006 -
  ECCV'2006, Autriche (H. Talbot)
• Pacific-Rim Symposium on Image and Video
  Technology, Chili, 2007 (Y. Kenmochi)
• International Symposium on Mathematical
  Morphology, Brésil, 2007 (G. Bertrand, L.
  Najman, H. Talbot)

70
Synthèse d'images et modélisation Participants
V. Biri, M. Akil
Système d'affichage 3D