Direction des Relations Internationales (DRI)
Programme
INRIA "Equipes Associées"
(Demande
de prolongation)
EQUIPE ASSOCIEE |
SHAPES |
sélection |
2007 |
Equipe-Projet INRIA : ARIANA |
Organisme étranger partenaire : Florida State University |
Centre de recherche INRIA: Sophia Antipolis |
Pays : USA |
|
Coordinateur français |
Coordinateur étranger |
Nom, prénom |
ZERUBIA, Josiane |
SRIVASTAVA, Anuj |
Grade/statut |
DR1, chef de projet |
Full Prof. |
Organisme d'appartenance |
EPI Ariana, INRIA, Centre de Sophia Antipolis Méditerranée |
Dept. of Statistics, Florida State University |
Adresse postale |
BP 93, 2004 route des Lucioles, 06902 Sophia Antipolis Cedex, France |
Tallahassee, Florida 32306-4330, USA |
URL |
http://www-sop.inria.fr/ariana/ |
http://stat.fsu.edu/ |
Téléphone |
+33 492 38 78 65 |
+1 850-644-8832 |
Télécopie |
+33 492 38 76 43 |
+1 850-644-5271 |
Courriel |
Josiane.Zerubia@sophia.inria.fr |
anuj@stat.fsu.edu |
NOTA
: Si la proposition d'Equipe Associée comporte plusieurs
partenaires, français et/ou étrangers, vous pouvez :
-
soit ajouter une colonne,
- soit dupliquer le tableau ci-dessus
autant de fois que nécessaire, en remplaçant
"Coordinateur français ou étranger" par
"Autre participant français ou étranger".
La
proposition en bref
Titre de la thématique de collaboration (en français et en anglais) :théorie statistique des configurations de formes pour l'analyse d'images aériennes et satellitaires/statistical theory of configurations of shapes for analysing aerial and satellite images |
Descriptif
(environ 10 lignes) :Le but de
cette équipe associée est de mettre en commun les compétences du projet
Ariana (INRIA/I3S) dirigé par J. Zerubia, en traitement d'image,
géométrie stochastique et techniques MCMC et celles de l'équipe de
recherche ("computer vision group") de A. Srivastava dans le
département de Statistiques de l'Université de l'Etat de Floride aux
Etats-Unis, qui est spécialisée dans l'analyse de formes, en
particulier en géométrie différentielle, statistiques dans un cadre non
linéaire et modèles probabilistes pour des images naturelles. Une
synergie entre ces deux groupes, via l'équipe associée, devrait
permettre des avancées majeures dans le domaine de la détection
d'objets en imagerie aérienne et satellitaire haute résolution, pour
les aspects applicatifs, ainsi que dans le domaine de la théorie
générale des formes, pour les aspects théoriques, dont le précurseur a
été le Prof. Grenander à l'Université de Brown aux Etats-Unis.
|
Adrian
Barbu:
We made a small change in the membership of Associated Team
SHAPES. For the FSU component, we will have a new member, Prof.
Adrian Barbu, who joined FSU as a new assistant professor with
joint appointment in Statistics and Computational Science. Prof.
Barbu has a PhD in Computer Science from UCLA in 2005 on “Cluster
sampling and its application to segmentation, stereo and motion”,
and was a research scientist at Siemens Corporation in New Jersey,
USA, from 2005-07. His research expertise is in medical imaging,
computer vision, hierarchical computing, and learning based
modeling and computing.
|
Description de l'activité scientifique de l'équipe associée et des résultats obtenus : publications, communications, organisation de colloques, formation, soutenances de thèse, valorisation économique, sociale, industrielle, enregistrement de logiciels, dépôt de brevets ... (1 à 2 pages)
Our team has made a significant progress towards the goals stated in the original proposal. This progress has been a result of continuous discussion and collaboration between the team members. During 2008,our teams have made several visits:
Senior researchers Ian Jermyn and Xavier Descombes visited Florida State University from April 5-12, 2008.
FSU Prof. Anuj Srivastava visited INRIA Sophia-Antipolis from June 10-15, 2008.
FSU Prof. Eric Klassen visited INRIA Sophia-Antipolis from July 2-6, 2008. In addition to discussing research with ARIANA members, he also gave a seminar on July 2.
FSU Asst. Prof. Adrian Barbu visited INRIA Sophia-Antipolis from July 7-11.
PhD student Aymen El Ghoul will visit Florida State University from December 3-22, 2008.
PhD student Maria Kulikova will visit Florida State University from February 23 to March 1, 2009.
The results of these visits and our collaboration are described below.
Below we describe the scientific work performed under several subheadings.
We have continued the project concerning the detection of a collection of objects from a satellite or aerial image, using marked point processes. This year we focused on sampling shapes from a given distribution. A code has been developed in C++ which, from a set of learning shapes, computes the mean shape (in the sense of the Karcher mean). The learning shape set is then projected in the tangent space at the point given by the mean shape. We then compute the covariance matrix. Assuming Gaussianity, we then can sample some shapes according to the corresponding distribution. This first step being achieved, we now can define a marked point process where the marks correspond to an element of the shape space. The first model under study is Bayesian. The interaction with the data is then decomposed as a product on each pixel, the potential value depending on whether the pixel belong to a shape or not. The prior model simply consists in penalizing overlaps between neighboring shapes.
We have developed a method for identifying shape classes in point clouds. These clouds contain sampled contour points, which are corrupted by observation noise and the addition of clutter points generated by the background and the object interior. Taking an analysis-by-synthesis approach, we simulate high-probability configurations of sampled contours using models learnt from training data and use them to evaluate the given test data. To facilitate simulations, we have developed statistical models for the sources of (nuisance) variability in the problem: (i) shape variation within classes; (ii) variability in the sampling of continuous curves; (iii) pose and scale variability; (iv) observation noise; and (v) points introduced by clutter. Samplings of a finite number of points from a closed curve are represented by positive diffeomorphisms of the unit circle. We derive probability models on these functions using their square-root forms and the Fisher-Rao metric. Using a Monte Carlo approach, we simulate configurations from a joint prior on the shape-sample space and compare them to the data using a likelihood function. Average likelihoods of simulated configurations lead to estimates of the posterior probabilities of different classes and, hence, Bayesian classification. Currently, we are developing an application of this approach to the classification of objects in remotely sensed images when only a set of primitives (points, lines, and arcs) associated with the objects is given.
Riemannian Analysis of Probability Density Functions with Applications in Vision, A. Srivastava, I. Jermyn, and S. Joshi, in Proceedings of IEEE Computer Soc. Conf., CVPR, Minneapolis, Minnesota, USA, June 2007.
Tree Classification Using Radiometry, Texture and Shape Based Features, M. S. Kulikova, M. Mani, A. Srivastava, X. Descombes, and J. Zerubia, in Proceedings of EUSIPCO 2007, Poznan, Poland, September 2007.
Diagramme de phase d'une énergie de type contours actifs d'ordre supérieur : le cas d'une barre longue, A. El Ghoul, I. Jermyn, and J. Zerubia, in Proceedings of RFIA 2008, Amiens, France, January 2008.
Automatic flamingo detection using a multiple birth and death process, S. Descamps, X. Descombes, and J. Zerubia, in Proceedings of IEEE Signal Processing Soc. Conf., ICASSP, Las-Vegas, Nevada, USA, March 30 - April 4, 2008.
Phase diagram of a long bar under a higher-order active contour energy: application to hydrographic network extraction from VHR satellite images, A. El Ghoul, I. Jermyn, and J. Zerubia, in Proceedings of ICPR 2008, Tampa, Florida, USA, December 2008.
Bayesian Classification of Shapes Hidden in Point Cloud Data, A. Srivastava and I. Jermyn, 13th IEEE Digital Signal Processing Workshop, Marco Island, FL, January 2009 (accepted for presentation).
Looking for Shapes in Two-Dimensional Cluttered Point Clouds, A. Srivastava and I. Jermyn. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 04 Sept 2008. http://doi.ieeecomputersociety.org/10.1109/TPAMI.2008.223
Square-Root Elastic Representations for Analyzing Shapes of Curves in Euclidean Spaces, S. Joshi, E. Klassen, A. Srivastava, and I. Jermyn. In preparation, September 2008.
The following students are currently working within the Associated Team:
INRIA : A. El Ghoul (PhD), A. Gamal Eldin (PhD), G. Gherdovich (PhD), M. S. Kulikova (PhD) and C. Benedek (Post-doc).
FSU : S. Joshi (PhD), W. Liu (PhD), and J. Su (Master).
1. Dépenses EA (effectuées sur les crédits de l'Equipe Associée) |
Montant dépensé (en €) |
Invitations des partenaires |
3 136,90 |
Missions INRIA |
16 877,55 |
Total |
20 114,45 |
Justifiez en quelques lignes l'utilisation des crédits et en particulier une utilisation partielle du budget alloué.
2. Dépenses externes (effectuées sur des financements hors EA) |
Montant dépensé (en $) |
|
Nom de l'organisme 1 (*): FSU |
||
Invitations des partenaires |
7 500 |
|
Missions INRIA vers le partenaire |
500 |
|
Total |
8 000 |
Nom de l'organisme 2 (*): |
||
Invitations des partenaires |
|
|
Missions INRIA vers le partenaire |
|
|
Total |
|
(*) Ajouter ou supprimer des lignes au tableau ci-dessus de façon à faire figurer tous les organismes ayant contribué au financement de l'équipe associée
Total des financements externes dépensés |
8 000 (5 942€) |
Total des financements EA et externes dépensés |
26 056,45 € |
1.
Chercheurs Seniors
Nom |
statut (1) |
provenance |
destination |
objet (2) |
durée (3) |
Coût en € (si financement EA) INRIA |
Coût en $ (si financement externe) FSU |
DESCOMBES |
DR |
Sophia-Antipolis |
Tallahassee |
Colloque ICASSP+visite |
8 jours |
3 448,69 |
0 |
JERMYN |
CR |
Sophia Antipolis |
Tallahassee |
Visite |
8 jours |
2 286,20 |
500 |
SRIVASTAVA |
Professeur |
Lille |
Sophia-Antipolis |
Visite |
3 jours |
86,58 |
2 500 |
KLASSEN |
Professeur |
Lille |
Sophia-Antipolis |
Visite |
4 jours |
952,56 |
2 000 |
CHAN |
Professeur |
Paris |
Sophia Antipolis |
Visite |
6 jours |
666,44 |
0 |
BARBU |
Maître de Conf |
Lille |
Sophia Antipolis |
Visite |
5 jours |
522,40 |
3 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Total des durées |
36 jours |
2.
Juniors
Nom |
statut (1) |
provenance |
destination |
objet (2) |
durée (3) |
Coût en € (si financement EA) |
Coût (si financement externe) |
EL GHOUL |
Doctorant |
Sophia Antipolis |
Paris |
Demande de visa |
1 jour |
416,93 |
0 |
EL GHOUL |
Doctorant |
Sophia Antipolis |
Tallahassee |
Visite (mission annulée car pas reçu visa à temps, pénalité sur billet d'avion) |
0 |
341,07 |
0 |
EL GHOUL |
Doctorant |
Sophia Antipolis |
Tampa+Tallahassee |
Colloque ICPR+visite |
19 jours |
4 353,26 |
0 |
BENEDEK |
Post-Doc |
Sophia Antipolis |
Tampa+Tallahassee |
Colloque ICPR+visite |
14 jours |
4 044,82 |
0 |
SU |
Doctorant |
Thallassee |
Sophia Antipolis |
Visite |
11 jours |
995,50 |
0 |
KULIKOVA |
Doctorant |
Sophia Antipolis |
Tallahassee |
Visite |
6 jours |
2 000,00 |
0 |
Total des durées |
51 jours |
Detection and recognition of objects using data from hundreds of frequency bands is very challenging. Consider the following simple example. An object present in an imaged scene renders a distinct signature in each frequency band of the hyperspectral data. In case of shape-based characterization of objects, the shape associated with the object may be different in different frequencies. One would like to use this ensemble of shapes to jointly characterize the original object. The tools from statistical theory of shapes help us define and analyze statistics such as means, covariances, moments and stochastic processes on shape spaces, and therefore can be used in analyzing hyperspectral ensemble of shapes. Consider the problem of detecting lakes using aerial images collecting in multiple frequencies. It is possible that the boundaries of lakes may be hard to detect and classify in visible images, but are easier to analyze in thermal images, especially when the ground is at a higher temperature compared to the lake water. Thermal imagery is very useful in identifying bodies of water, roads, plantations, etc due to differences in their thermal profiles from the surroundings.
1. Echanges
Décrivez
les échanges prévus dans les deux sens : invitations de
chercheurs de votre partenaire et missions INRIA vers votre
partenaire ;
Précisez
s'il s'agit de chercheurs confirmés ou de juniors
(stagiaires, doctorants, post-doctorants)
;
Motivez,
si possible, les raisons scientifiques (travail
commun, workshop,..) et
précisez la durée prévue ;
Indiquez
les étudiants impliqués dans la proposition. Donnez une
estimation de leur nombre, pour chaque partenaire, et précisez
si des thèses en cotutelle sont prévues ;
Résumez
ensuite ces informations dans les tableaux 1 et 2 ci-dessous en
faisant une estimation budgétaire :
Ariana and FSU will jointy organize a one day workshop on "Shape Analysis" in June 2009 at INRIA Sophia Antipolis Méditerranée.
Echanges prévus de l'INRIA vers FSU:
1. ESTIMATION DES DÉPENSES EN MISSIONS INRIA VERS LE PARTENAIRE |
Nombre de personnes |
Coût estimé (en €) |
Chercheurs confirmés |
2 |
5 000 |
Post-doctorants |
0 |
0 |
Doctorants |
2 |
5 000 |
Stagiaires |
0 |
0 |
Autre (précisez) : |
0 |
0 |
Total |
4 |
10 000 |
2. ESTIMATION DES DÉPENSES EN INVITATIONS DES PARTENAIRES |
Nombre de personnes |
Coût estimé (en $) |
Chercheurs confirmés |
1 |
3 500 |
Post-doctorants |
0 |
0 |
Doctorants |
1 |
2 000 |
Stagiaires |
0 |
0 |
Autre (précisez) : location voiture invité+2 conférences (ICIP en Egypte et CVPR En Floride-USA) |
2 |
4 500 |
Total |
|
10 000 |
2. Cofinancement
Cette coopération
bénéficie-t-elle déjà d'un soutien
financier de la part de l'INRIA, de l'organisme étranger
partenaire ou d'un organisme tiers (projet
européen, NSF, ...) ?
Indiquez
ces éléments et donnez les montants associés.
Oui de FSU via des contrats (Army et NSF) pour un montant de 10 000$ (soit 7 359 € au taux du 15/10/08).
3. Demande budgétaire
Indiquez, dans le tableau ci-dessous, le
coût global estimé de la proposition et le budget
demandé à la DRI dans le cadre de cette Equipe
Associée.
(maximum 20 K€ pour une prolongation en
2e année et 10 K€ pour une 3e année).
Commentaires |
Montant (en €) |
A. Coût global de la proposition (total des tableaux 1 et 2 : invitations, missions, ...) |
17 359 |
B. Cofinancements utilisés (financements autres que Equipe Associée) |
7 359 |
Financement "Équipe
Associée" demandé (A.-B.)
|
10 000
|
Remarques ou observations :
Pour 2008, il y a un dépassement de 114,45€ sur le budget attribué à l'Equipe Associée, qui sera pris en charge sur le budget Ariana s'il s'avère que les dépenses effectives (en Décembre 2008) correspondent au budget prévisionnel.
© INRIA - mise à jour le 15/08/2008