DAPNIA-03-475 |
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Analyse multifractale 2D et 3D à l'aide de la transformation en ondelettes : application en mammographie et en turbulence développée (thèse extérieure - traitement du signal et de l'imagerie) |
P. Kestener |
Depuis une dizaine d\'années, la transformée en ondelettes a été reconnue comme un outil privilégié d\'analyse des objets fractals, en permettant de définir un formalisme multifractal généralisé des mesures aux fonctions. Dans une première partie, nous utilisons la méthode MMTO (Maxima du Module de la Transformée en Ondelettes) 2D, outil d\'analyse multifractale en traitement d\'images pour étudier des mammographies. On démontre les potentialités de la méthode pour le problème de la segmentation de texture rugueuse et la caractérisation géométrique d\'amas de microcalcifications, signes précoces d\'apparition du cancer du sein. Dans une deuxième partie méthodologique, nous généralisons la méthode MMTO pour l\'analyse multifractale de données 3D scalaires et vectorielles, en détaillant la mise en oeuvre numérique et un introduisant la transformée en ondelettes tensorielle. On démontre en particulier que l\'utilisation d\'une technique de filtres récursifs permet un gain de 25 à 60 % en temps de calcul suivant l\'ondelette analysatrice choisie par rapport à un filtrage par FFT. La méthode MMTO 3D est appliquée sur des simulations numériques directes (SND) des équations de Navier-Stokes en régime turbulent. On montre que les champs 3D de dissipation et d\'enstrophie pour des nombres de Reynolds modérés sont bien modélisés par des processus multiplicatifs de cascades non-conservatifs comme en témoigne la mesure de l\'exposant d\'extinction kappa qui diffère significativement de zéro. On observe en outre que celui-ci diminue lorsqu\'on augmente le nombre de Reynolds. Enfin, on présente les premiers résultats d\'une analyse multifractale pleinement vectorielle des champs de vitesse et de vorticité des m^emes simulations numériques en montrant que la valeur du paramètre d\'intermittence C_2, mesuré par la méthode MMTO 3D tensorielle, est significativement plus grand que celle obtenue en étudiant les incréments de vitesse longitudinaux 1D. Mots clés Transformation en ondelettes multi-dimensionnelle, surface rugueuse, singularité, exposant de H\"older, multifractal, invariance d\'échelle, autosimilarité, méthode MMTO, spectre des singularités, mouvement Brownien fractionnaire, processus stochastiques, cascade aléatoire, mammographie, microcalcifications, turbulence développée. |