Estimation de mouvement par maillage actif multi échelle avec prise en compte des discontinuités : application a l'imagerie cardiaque en résonance magnétique
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
We aim at modeling a motion vector field with local discontinuities, issued from a moving deformable object, from two successive images of a sequence. The method is based on a multiscale approach. A Markov Random (MR) label field is built at each scale from the initial distribution. The ground of this distribution is a spatial partition of the image given by an elastic mesh superimposed onto the data. The mesh deforms, driven by some selected image features, under the constraint that the motion field remains locally coherent and uniform within each patch. The deformation is obtained by minimizing a non-convex energy function, considering the image features and the motion vector field simultaneously. Each term of the energy function is defined within a multiscale Markovian frame and minimized according to the maximum a posteriori (MAP) criterion. The mesh deformation and the modeling of the related vector field both contribute to the iterative « top-down » optimization process within an alternate relaxation scheme. Thus, the mesh ridges progressively move toward the motion discontinuities, when they exist. The coupled estimation of the motion field and of its spatial support, leads to a partition of the observation in terms of movement. The main advantage of this process is to increase the robustness of the method to noise. The results obtained on synthetic and real MR cardiac images, show the good performances of this new adaptive approach.
Abstract FR:
Ce travail porte sur le développement d'une méthode originale d'estimation de mouvement d'objet déformable avec prise en compte des discontinuités. L approche est multi-échelle. Un champ de primitives de vecteurs de déplacement est construit à chaque niveau d'échelle à partir de la distribution initiale de primitives. Le support de cette distribution est une partition spatiale de l'observation donnée par un maillage actif plaqué sur l'image. Celui-ci se déforme selon des critères image sous contraintes géométriques. Chaque maille ainsi constituée doit avoir un mouvement cohérent uniforme. La déformation du maillage est obtenue par minimisation d'une énergie non convexe. Chaque terme de la fonctionnelle est défini dans un contexte markovien et minimisé selon le critère du MAP. La déformation du maillage et l'estimation du champ de vecteurs de déplacement associé contribuent alternativement au processus « haut-bas » de relaxation itératif. Ainsi, les arêtes du maillage se déplacent-elles progressivement sous les discontinuités du champ de vecteurs des déplacements, lorsqu'elles existent. L'estimation conjointe du champ et de son support d'estimation fournit une partition au sens du mouvement de l'observation. Cette estimation conjointe présente, en particulier, la propriété de garantir une bonne robustesse de la méthode au bruit. Les performances de la méthode sont mises en évidence sur des séquences d'images de synthèse, puis sur des séquences cardiaques réelles en Imagerie par Résonance Magnétique (IRM).