Rapport du stage M2

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Institut de la Francophonie
pour l'Informatique
Rapport de stage - Master 2 Systèmes Intelligents et
Multimédia
OPTIMISATION PAR
PARALLÉLISATION DE
L’ALGORITHME DE RECALAGE
ÉLASTIQUE 3D FREE FORM
DEFORMATION (FFD)
LE Xuan Sang
5 décembre 2013
Encadrants :
Dr. Thierry DELZESCAUX (CEA), Nicolas SOUEDET (CEA)
Muriel VISANI (Université de La Rochelle)

Remerciements
Je souhaite tout d’abord remercier mon encadrant de stage, Thierry Delzescaux, pour
m’avoir accueilli au sein de l’équipe, pour son soutien tout au long du stage, sa disponi-
bilité, et ses conseils nombreux et éclairés.
Merci également à Nicolas Souedet pour m’avoir aidé à me familiariser avec l’environ-
nement de développement à MIRCen, mais surtout pour sa gentillesse et son implication
dans mon stage.
Un grand merci à Anne-Sophie Hérard et Michel Vandenberghe pour leur regard de
biologiste et pour leur enthousiasme dans ma préparation des données de segmentation,
une longue et fastidieuse tâche.
Sans oublier Yaël Balbastre et Medhi Sadouni, mes amis du bureau 114, pour l’accueil
chaleureux, pour l’ambiance de travail très amicale et pour leurs blagues très drôles même
si je ne les ai pas toutes comprises.
Je tiens à remercier Muriel Visani, mon encadrant de l’université de La Rochelle, pour
le suivi et les relectures du rapport au cours de mon stage.
Merci enfin à Maryse Mouveroux pour m’avoir aidé à résoudre toutes les démarches
administratives difficiles qui ont permis la réalisation de mon stage.

Table des matières
1 Introduction 3
2 État de l’art 5
2.1 Les maladies neurodégénératives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 La recherche pré-clinique et les modèles animaux . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.3 Les différents types d’imagerie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3.1 Imagerie post morterm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3.1.1 Acquisition des données . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3.1.2 Les différentes types de déformations . . . . . . . . . . . . . 7
2.3.2 Imagerie in vivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3.3 La modalité photographique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.4 La reconstruction 3D de données post mortem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.5 Le recalage 3D d’images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.5.1 Transformation linéaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.5.2 Transformation non linéaire – le recalage FFD . . . . . . . . . . . . . 12
2.5.3 Critères de similarité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.5.4 Critère de recouvrement DICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.5.5 Le recalage 3D d’images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.6 Environnement logiciel utilisé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.7 Objectif du stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3 Optimisation des paramètres du recalage FFD 21
3.1 Description des données utilisées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.1.1 IRM/Atlas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.1.2 Photographie/Segmentation manuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.2 Évaluation quantitative du recalage FFD par l’indice DICE . . . . . . . . . . 24
3.3 Optimisation des paramètres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.3.1 Sous-échantillonnage de données . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.3.2 Stratégie optimale du recalage FFD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.3.3 Résolution de la grille de points de contrôle . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.3.4 Les combinaisons de composants de couleurs (R,V,B) . . . . . . . . 29
3.3.5 Les positions de la grille de points de contrôle . . . . . . . . . . . . . 29
3.4 Valeur optimale d’un paramètre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4 Résultat & Discussion 33
4.1 Résultat des expérimentations sur le recalage FFD . . . . . . . . . . . . . . . 33
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