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Reconnaissance d'algues toxiques par vision artificielle et réseau de neurones

Lepage Richard. (2004). Reconnaissance d'algues toxiques par vision artificielle et réseau de neurones. Mémoire de maîtrise, Université du Québec à Chicoutimi.

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Résumé

Depuis de nombreuses années, on cherche à identifier rapidement si des zones de pêches côtières ont été contaminées par des algues toxiques. Une volonté affirmée se développe quant à la conception d'un système automatisé de reconnaissance d'organismes cellulaires à traitement différé ou en temps réel; l'utilité d'un tel système étant avant tout de palier les délais d'analyse taxonomique qui prennent plusieurs jours à s'effectuer avant d'en arriver à une conclusion définitive. De ce fait, la prévention est tardive et les risques plus élevés de contamination toxique pour la population humaine et animal (huîtres, moules, poissons...). La situation, en ce qui a trait aux systèmes existants pour la reconnaissance automatisée du phytoplancton, est en plein développement. Il y a néanmoins des difficultés inhérentes quant à la précision de la classification et de la détection.

L'objectif de ce projet de recherche est la reconnaissance automatisée d'une espèce spécifique de phytoplancton, soit l?Alexandrium tamarense. Un appareil, que l'on nomme FLOWCAM, fournit des données (images et informations cytométriques) provenant d'échantillons prélevés à des sites spécifiques. Ces données permettent à un système de reconnaissance de discriminer les espèces végétales contenant des toxines de celles qui sont inoffensives pour l'espèce humaine.

On privilégie deux stratégies dans ce mémoire de recherche, la première est une fusion de données obtenues par traitement d'images associées à des paramètres cytométriques générés par le FLOWCAM et la seconde est d'utiliser la totalité des paramètres cytométriques sans procéder au calcul des moments d'ordre n<3 sur chacune des images. Pour les deux approches, la discrimination des classes est effectuée par un réseau de neurones dont l'optimisation a été calculée par la méthode des plans d'expériences de Taguchi.

Dans les deux stratégies, nous avons émis l'hypothèse que les données présentaient une distribution normale. À partir de cette distribution, 33% des données provenant de la base de données #1 et #2 ont été choisies de manière aléatoire pour être présenté au réseau de neurones lors de l'étape d'apprentissage. Nous avons ensuite présenté les données provenant de la base de données #1 et #3 au système de reconnaissance pour les deux stratégies.

Les résultats que nous avons obtenus permettent de conclure que le calcul des paramètres par la méthode des moments d'ordre n<3 dans la stratégie #1 est imprécise et inadéquate comparativement à la stratégie #2 dont la discrimination se base uniquement sur les paramètres existants du FLOWCAM. Une étude plus exhaustive sera donc nécessaire pour vérifier si la méthode des moments pour n>3 fournit des résultats plus probants.

Type de document:Thèse ou mémoire de l'UQAC (Mémoire de maîtrise)
Date:2004
Lieu de publication:Chicoutimi, Québec
Programme d'étude:Maîtrise en ingénierie
Nombre de pages:231
ISBN:1412312299
Identifiant unique:10.1522/24045195
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie > Génie électrique et génie électronique
Sciences naturelles et génie > Sciences naturelles > Biologie et autres sciences connexes
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Programmes d'études de cycles supérieurs en ingénierie
Directeur(s), Co-directeur(s) et responsable(s):Méthot, Jean-François
Dumais, Jean-François
Mots-clés:Algues toxiques--Identification, Vision artificielle (Robotique), Réseaux neuronaux (Informatique), Toxic algae--Identification, Robot vision, Neural networks (Computer science), THESE, ALGUE, TOXIQUE, TOXICITE, RECONNAISSANCE, VISION, ARTIFICIEL, RESEAU, NEURONE, NEURONAL, SYSTEME, AUTOMATISE, AUTOMATIQUE, ORGANISME, CELLULAIRE, CONTAMINATION, PHYTOPLANCTION, TOXINE
Déposé le:01 janv. 2004 12:34
Dernière modification:17 déc. 2012 21:00
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