Morphologie mathématique et indexation d'images couleur : application à la microscopie en biomédecine. (Mathematical morphology and image colour indexing : application in bio-medical microscopy)

Dans le domaine de l'image numerique en microscopie biomedicale, la couleur constitue une source importante d'information, laquelle combinee avec la geometrie et la morphologie des structures, permet le developpement de techniques quantitatives plus performantes et robustes. Et ceci est aussi le cas dans le domaine des applications multimedia, notamment pour l'indexation automatique par le contenu. Neanmoins, la representation et le traitement des images couleur reste un probleme ouvert. Cette these se propose d'explorer des methodes a caractere generique pour la segmentation, le filtrage et l'extraction de caracteristiques des images couleur, en se fondant sur des operateurs de la morphologie mathematique. D'un point de vue plus pratique, les deux applications specifiques considerees sont la cytologie quantitative hematologique et la lecture de puces a ADN. Dans un premier temps, nous traitons le probleme des espaces couleur. Des resultats mathematiques justifient l'usage des systemes de coordonnees de type teinte/luminance/saturation. Nous montrons par ailleurs les avantages pratiques de telles representations lorsqu'on bâtit des histogrammes bidimensionnels teinte/saturation et luminance/saturation pour segmenter les images couleur et pour extraire des reflets, des zones d'ombre et des degrades sur les images couleur. Ainsi, nous pouvons aborder l'extension de certains operateurs morphologiques pour le filtrage et la segmentation d'images couleur ou multispectrales, le but principal etant de developper des operateurs couleur, extension des operateurs scalaires, qui soient adaptes aux caracteristiques avantageuses des espaces couleur type teinte/luminance/saturation. Notamment le fait d'avoir a notre disposition l'information chromatique et l'information achromatique d'une maniere independante, ainsi qu'une information comme la saturation qui joue le role de poids de controle entre les deux, nous permet de proposer quelques facons differentes de filtrer/segmenter conjointement les structures chromatiques et achromatiques d'une image couleur. Un grand nombre d'exemples ont montre l'interet de cette approche. Nous montrons ensuite les resultats de differentes etudes concretes sur la caracterisation et la classification de la forme, la texture et la couleur des objets d'une image grâce aux operateurs tels que les granulometries et les histogrammes couleur. Dans la derniere partie, nous abordons deux applications en microscopie biomedicale quantitative. La premiere application correspond a une plate-forme technologique integree pour la segmentation, l'extraction de caracteristiques et la classification de cellules dans des frottis de sang peripherique, dans le cadre d'applications en reseau (telehematologie). Dans la deuxieme application, nous utilisons les operateurs morphologiques les plus avances dans une approche automatique tres performante pour l'extraction des donnees des spots de l'image d'une puce a ADN.