Débruitage de séquences par approche multi-échelles : application à l'imagerie par rayons X

par Carole Amiot

Thèse de doctorat en Signal, image, parole et télécommunications

Sous la direction de Michel Desvignes et de Jocelyn Chanussot.

Le président du jury était Maciej Orkisz.

Le jury était composé de Michel Desvignes, Jocelyn Chanussot, Frédéric Truchetet, Catherine Girard, Jérémie Pescatore.

Les rapporteurs étaient Jalal Fadili, Isabelle Bloch.


  • Résumé

    Les séquences fluoroscopiques, acquises à de faibles doses de rayons X, sont utilisées au cours de certaines opérations médicales pour guider le personnel médical dans ces actes. Cependant, la qualité des images obtenues est inversement proportionnelle à cette dose. Nous proposons dans ces travaux un algorithme de réduction de bruit permettant de compenser les effets d'une réduction de la dose d'acquisition et donc garantissant une meilleure protection pour le patient et le personnel médical. Le filtrage développé est un filtre spatio-temporel s'appuyant sur les représentations multi-échelles 2D des images de la séquence pour de meilleures performances. Le filtre temporel récursif d'ordre 1 et compensé en mouvement permet une forte réduction de bruit. Il utilise une détection et un suivi des objets de la séquence. Ces deux étapes déterminent le filtrage spatio-temporel de chaque coefficient multi-échelles. Le filtrage spatial est un seuillage contextuel utilisant le voisinage multi-échelles des coefficients pour éviter l'apparition d'artefacts de forme dans les images reconstruites. La méthode proposée est testée dans deux espaces multi-échelles différents, les curvelets et les ondelettes complexes suivant l'arbre dual. Elle offre des performances supérieures à celles des meilleures méthodes de l'état de l'art.

  • Titre traduit

    Spatio-temporal denoising using a multi-scale approach : application to fluoroscopic X-ray image sequences


  • Résumé

    Acquired with low doses of X-rays, fluoroscopic sequences are used to guide the medical staff during some medical procedures. However, image quality is inversely proportional to acquisition doses. We present here a noise reduction algorithm compensating for the effects of an acquisition at a reduced dose. Such a reduction enables better health protection for the patient as well as for the medical staff. The proposed method is based on a spatio-temporal filter applied on the 2D multi-scales representations of the sequence images to allow for a greater noise reduction. The motion-compensated, recursive filter acccounts for most of the noise reduction. It is composed of a detection and pairing step, which output determines how a coefficient is filtered. Spatial filtering is based on a contextual thresholding to avoid introducing shape-like artifacts. We compare this filtering both in the curvelet and dual-tree complex wavelet domains and show it offers better results than state-of-the-art methods.

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