Sujet de projet ESIEE I3 en informatique

Segmentation interactive d'images : le "fil magique"

Proposé par M. Couprie

Vous connaissez peut-être la "baguette magique" de PhotoShop, un outil qui permet de délimiter les contours d'un objet d'intérêt dans une image (visage, silhouette, etc). Cette opération de traitement d'image s'appelle la segmentation, il s'agit d'un problème difficile qui dans bien des cas ne peut être résolu de manière complètement automatique, d'où l'intérêt de méthodes interactives. De tels outils sont utilisés en particulier en imagerie médicale, pour permettre aux médecins d'effectuer des mesures (taille, couleur...) utiles pour affiner un diagnostic, ou pour évaluer l'efficacité d'un traitement.

Dans ce projet, vous aurez à concevoir et implémenter un outil interactif de segmentation basé sur le concept de "fil magique", proposé il y a quelques années par une équipe de chercheurs brésiliens (Alexandre Falcao et al.). L'idée est de partir d'un point du contour de l'objet d'intérêt, et d'indiquer avec la souris un autre point du contour situé plus loin. Un calcul de plus court chemin, du même type que ceux étudiés dans l'unité "graphes et algorithmes", est alors effectué pour compléter le contour entre ces deux points. Les poids attribués aux arcs du graphe sous-jacent sont fonction de la probabilité d'être situés sur un coutour de l'image d'origine, autrement dit ils correspondent à une dérivée spatiale (gradient), ce qui fait que le plus court chemin n'est pas une ligne droite en général mais une courbe qui épouse le contour en question.

L'outil pour être facilement utilisable doit montrer en temps réel, sur simple déplacement de la souris, la portion de contour qui serait validée si l'utilisateur cliquait à cet instant. Il permet de segmenter des objets comme ceux montrés ci-dessus en quelques clics (typiquement 3 ou 4). Il peut être l'objet de nombreuses variantes et améliorations, et complété par des fonctionnalités comme le calcul du périmètre, de la surface d'un objet délimité, de statistiques sur sa teinte, etc. Il est également possible de l'utiliser pour effectuer la segmentation d'objets 3D dans des images de scanner ou d'IRM. Dans ce cas les segmentations des différentes coupes 2D sont regroupées pour constituer un modèle géométrique à trois dimensions (voir ci-dessous).

Quelques coupes 2D d'une vertèbre extraites d'un scanner X	Coupes segmentées	Visualisation du modèle 3D reconstitué

Le projet sera réalisé dans le langage de votre choix. Des exemples d'outils interactifs développés à l'ESIEE, basés sur la bibliothèque de traitement d'images Pink, elle-même développée en C et TCL/TK, vous seront fournis.

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