Posted on21/02/2023byFabrice Monna|Comments Off on L’article “Machine learning and geometric morphometrics to predict obstructive sleep apnea from 3D craniofacial scans” publié dans Sleep Medicine
Production de l’atlas et projection sur la surface du modèle 3D
L’apnée obstructive du sommeil reste massivement sous-diagnostiquée, en raison d’un accès limité à la polysomnographie. Ici, la prédiction du niveau d’apnée des sujets est réalisée par intelligence artificielle sur la base de la géométrie 3D maxillo-faciale. Tous les participants ont subi une nuit de test de sommeil à domicile ou en laboratoire, et d’autre part une numérisation 3D de leur visage et de leur buste. Les scans 3D craniofaciaux sont traités par morphométrie géométrique, puis par 13 algorithmes d’intelligence artificielle. La combinaison morphométrie géométrique / intelligence artificielle s’avère être une solution rapide et efficace, qui fournit un outil de dépistage peu coûteux pour le syndrome d’apnée du sommeil.
Posted on10/01/2023byFabrice Monna|Comments Off on L’article “ERA: A new, fast, machine learning-based software to document rock paintings” publié dans Journal of Cultural Heritage
Le programme ERA sous Windows 10
Il s’agit d’un nouveau logiciel pour aider les chercheurs dans l’étude des peintures rupestres. A partir d’images numériques, ERA produit rapidement une documentation de haute qualité, selon une procédure conviviale. Les trois canaux de couleurs RVB de l’image numérique sont d’abord décorrélés puis étirés, une technique bien connue des spécialistes de télédétection depuis plus de trente ans. Contrairement aux approches développées précédemment pour l’art rupestre, plusieurs algorithmes de ‘blanchiment‘ des données sont utilisés à cette étape : analyse en composantes principales (régulière), analyse en composantes en phase zéro, décomposition de Cholesky et analyse en composantes indépendantes. Ces transformations produisent des arrangements différents de l’information portée par la couleur. Les données décorrélées, préalablement étirées et mises à l’échelle pour s’adapter à l’espace RVB, sont ensuite converties en différents espaces colorimétriques (sélectionnés parmi les plus populaires) : XYZ, HLS, HSV, LAB (CIELAB), Luv, CMY(K), YCrCb, et YUV. Les variations de couleurs les plus subtiles sont mieux perçues. Le chercheur peut alors profiter d’algorithmes d’intelligence artificielle pour isoler les figures peintes. Le logiciel, écrit en Python, est fourni sous la forme d’un programme exécutable pour Windows, pour une large diffusion , et sous forme de code open-source, qui peut donc être adapté aux besoins évolutifs de la communauté. Le logiciel est donc téléchargeable gratuitement à cette adresse: https://gitlab.huma-num.fr/fmonna/era-extraction-from-rock-art.
Mission installation d’instruments en Guadeloupe. Le programme : “Impact multi-environnemental des retombées volcaniques et sahariennes en Guadeloupe” (resp. Céline Dessert) a pour objectif l’étude des retombées atmosphériques d’origine volcanique et saharienne et l’évaluation de leur impact sur les multiples échelles environnementales du territoire guadeloupéen. Il est financé par l’Europe et la Région Guadeloupe dans le cadre de l’action FEDER.
Les photographies illustrent la mission d’installation d’instruments dans le cadre du volet “Atmosphère” (Resp. Rémi Losno). Il s’agit de mettre en fonction plusieurs appareils de mesure d’aérosols par comptage laser OPC (Optical Particle Counter) et un système automatique de collecte de la retombée atmosphérique (CARAGA). Les OPCs ont été développés par l’IPGP sur le principe de capteur à bas coût afin d’expérimenter le concept de réseau de mesures denses.
Posted on05/09/2022byFabrice Monna|Comments Off on L’article ‘Volumetric obscurance as a new tool to better visualize relief from Digital Elevation Models’ par Rolland et al. publié dans Remote Sensing
Identification d’un motif gravé grâce à la VO, en faisant varier l’exagération et le rayon d’influence (Shalabolino, Sibérie)
Dans le cadre de son travail de doctorat Tanguy Rolland et collaborateurs ont développé une technique permettant de mettre en lumière les variations de relief d’une surface. Le concept est issu du monde des jeux vidéo. Il s’agit de l’occlusion ambiante, et plus particulièrement de la Volumetric Obscurance. Les modèles numériques de terrain, qu’ils intéressent une petite surface ou une grande, sont traités en quelques secondes, au pire quelques minutes, et les surfaces concaves et convexes sont identifiées très facilement. Un point fort de cette étude: elle est accompagnée d’un logiciel fonctionnant sous Windows, d’un plugin QGIS, et du code Python 3 (voir ici).
Posted on05/09/2022byFabrice Monna|Comments Off on L’article ‘Discrimination of wheel‑thrown pottery surface treatment by Deep Learning’ par Wilczek e al. publié dans Archaeological and Anthropological Sciences
Exemple de classification des traitements de surface obtenu avec un algorithme VGG19
Josef Wilczek et collaborateurs étudient le traitement de surface de la poterie à l’aide d’une intelligence artificielle. Il s’agit de comprendre les techniques utilisées par les anciens potiers pour explorer l’organisation culturelle et économique des sociétés passées. La poterie est en effet l’un des matériaux les plus abondants trouvés dans les fouilles archéologiques, mais la classification des traitements de surface reste en général difficile. Dans cette étude, la géométrie obtenue à partir de modèles 3D est classée par Deep Learning. Trois algorithmes de réseau de neurones convolutifs sont évalués sur un ensemble de données expérimentales créés par un potier professionnel, spécifiquement pour la présente étude.
Posted on05/09/2022byFabrice Monna|Comments Off on L’article ‘Potential interactios between climate and prehistoric populations in Southern Morocco: Insights from archaeological and paleoclimatic evidence’ par Beraaouz M. publié dans Frontiers in Science and Engineering
Pétroglyphes aux alentours de Icht, non loin de la frontière algérienne
Mohamed Beraaouz et collaborateurs étudient les liens entre l’enregistrement archéologique du Sud Maroc et l’évolution du climat. En effet, ce riche patrimoine préhistorique et protohistorique offre des informations précieuses sur l’histoire de l’environnement car les oscillations climatiques durant l’Holocène ont considérablement influencé les établissements humains dans la région. Les conditions les plus sèches ont probablement entraîné l’adoption d’un nouveau mode de vie caractérisé par l’élevage de bétail, l’agriculture, et la domestication des animaux…
Posted on08/12/2021byFabrice Monna|Comments Off on L’article ‘Compositional data analysis (CoDA) as a tool to evaluate a new low-cost settling-based PM10 sampling head in a desert dust source region’ par Xu-Yang et al. publié dans Atmospheric Measurement Techniques
Le dispositif installé en Tunisie (Photo Rémi Losno)
Yangjunjie Xu-Yang, dans le cadre de son doctorat encadré par Rémi Losno, vient de publier dans Atmospheric Measurement Technique, un article qui présente un nouveau collecteur de PM10. L’utilisation de la technique statistique CoDA permet de démontrer que les collecteurs spécifiques (et chers), généralement utilisé pour ce type de prélèvement, peuvent être remplacés efficacement par la technique proposée. Aucun biais n’est à déplorer dans la composition chimique du matériel échantillonné. L’appareil est bon marché, et il est simple à construire, même dans des lieux où l’accès aux fournitures est délicat.
Posted on01/11/2021byFabrice Monna|Comments Off on L’article ‘Deep learning to detect built cultural heritage from satellite imagery. – Spatial distribution and size of vernacular houses in Sumba, Indonesia -‘ publié dans Journal of Cultural Heritage
Village traditionnel sur une colline entourée de rizières
Ethno-archéologie sur l’île de Sumba – Indonésie. La présente étude entre dans le cadre d’un projet de recherche plus général sur les pratiques traditionnelles, dirigé par Anthony Denaire. Ici, l’implantation des maisons traditionnelles (avec une tour sur le toit) reflète les récentes transformations culturelles résultant de la mondialisation. Différents algorithmes sont testés pour détecter automatiquement ces bâtiments à partir d’images satellites. Les méthodes modernes de vision par ordinateur, basées sur du deep learning, sont particulièrement efficaces pour remplir cette tâche presque inenvisageable si elle était effectuée à la main. Une fois près de 15 000 maisons traditionnelles détectées, les Histogramme de Gradients Orientés (HOG) sont calculés et introduits dans plusieurs algorithmes d’apprentissage automatique afin d’évaluer la superficie des maisons; ce paramètre véhiculant des informations pertinentes sur la position économique et politique du propriétaire. L’analyse spatiale permet alors de tirer des conclusions anthropologiques. Plus généralement, ces techniques n’offrent pas seulement un simple accroissement des capacités d’enregistrement du patrimoine culturel matériel, elles ouvrent de nouvelles perspectives de recherche, et cela à plus grande échelle.
Posted on07/07/2021byFabrice Monna|Comments Off on L’article “Documenting carved stones from 3D models. Part II – Ambient occlusion to reveal carved parts” par Rolland, et al. vient d’être publié dans Journal of Cultural Heritage
Pierre à cerf sur le site de Tsatsyn Ereg – Mongolie
Tanguy Rollandcomplète, dans le cadre de ton travail de doctorat, la procédure précédemment publiée sur la documentation des gravures rupestres en y intégrant, cette fois, la possibilité de travailler directement sur les modèles 3D. La technique utilisée dérive de l’occlusion ambiante, une approche développée depuis quelques années par l’industrie du jeu vidéo. Les résultats sont spectaculaires, notamment lorsque l’algorithme sélectionné utilise la volumetric obscurance. Sur les pierres à cerf de Mongolie, des symboles gravés mais peu visibles apparaissent maintenant, alors qu’ils n’avaient pas été identifiés dans les études précédentes. Pour faciliter la diffusion de cette nouvelle approche auprès d’un large public, les fonctions écrites sur R, un logiciel libre, sont téléchargeables gratuitement (voir le lien dans l’article).
Posted on07/05/2021byFabrice Monna|Comments Off on L’article “A computer tool to identify best matches for pottery fragments” par Josef Wilczek vient d’être publié dans Journal of Archaeological Science: Reports
Le logiciel libre RACORD
Josef Wilczek complète avec RACORD l’excellent logiciel permettant le positionnement de l’axe de symétrie et le dessin des poteries (DACORD) par un module permettant l’automatisation de la l’attribution typologique. Cette tache, pour le moins fastidieuse lorsqu’elle est réalisée à la main, devient facile et rapide, même pour un non-spécialiste. Le gain de temps permettra, à n’en pas douter, aux archéologues de se concentrer sur des problèmes plus intéressants concernant la production matérielle.
Mission ethnoarchéologique à Sumba. Sur ce territoire isolé, les habitants ont conservé des pratiques ancestrales d’un intérêt scientifique unique. L’étude de ces sociétés du Sud-Est asiatique, menée par des chercheurs spécialistes de la préhistoire européenne depuis 2014 (Anthony Denaire & Christian Jeunesse), ouvre de nouvelles perspectives pour l’interprétation des vestiges archéologiques européens.
Posted on11/10/2020byFabrice Monna|Comments Off on Virtual Geology – Field trips 360° pour une pédagogie innovante
La visite géologique des falaises d’Etretat sur Virtual Geology
Virtual geology (https://virtualgeology.u-bourgogne.fr/) est un projet expérimental de e-learning basé sur la réalité virtuelle immersive en géologie sur le terrain et sur la visualisation 3D d’échantillons géologiques. Il est fondé sur la mise en ligne de visites virtuelles immersives 360° sur le terrain, sur des sites reconnus d’intérêt formateur, et montrant avec précision et détails, les caractéristiques des objets géologiques. Ce nouvel outil pédagogique permet de compléter la formation terrain des étudiants en géologie par la multiplication des expériences de terrain. Cette nouvelle approche de la géologie sur terrain en immersion virtuelle rend également possible l’étude de sites reconnus pédagogiquement intéressants, mais trop éloignés du lieu d’enseignement. Une autre partie du projet est consacrée à la mise en ligne de modèles 3D d’échantillons et de fossiles. Les fossiles illustrent les travaux pratiques de 1er année de la filière SVTE à l’Université de Bourgogne. Les échantillons 3D présentent les différentes classifications des roches sédimentaires, endogènes et métamorphiques. Virtual geology est un projet financé par RITM-BFC (Réussir – Innover – Transformer – Mobiliser en Bourgogne Franche-Comté), dirigé par Jean-François Buoncristiani, en collaboration avec Pascal Neige, Emmanuelle Vennin, Christophe Thomazo et moi-même, et mis en forme par eScientielle.
Posted on06/09/2020byFabrice Monna|Comments Off on L’article ‘Anza palaeoichnological site, Late Cretaceous, Morocco. Part III: Comparison between traditional and photogrammetric records’ par Lkebir et al. vient d’être publié dans Journal of African Earth Sciences
Les traces de dinosaures sur la plage d’Anza – Maroc
L’article “Anza palaeoichnological site, Late Cretaceous, Morocco. Part III: Comparison between traditional and photogrammetric records” par Lkebir, N.; Rolland, T.; Monna, F.; Masrour, M.; Bouchaou, L.; Fara, E.; Navarro, N.; Wilczek, J.; Beraaouz, H.; Chateau-Smith, C.; Pérez-Lorente, F. vient d’être publié dans Journal of African Earth Sciences. 172, 1-11, n° 103985.
La présente étude évalue un nouveau procédé capable d’identifier davantage de traces et de pistes de dinosaures à l’échelle d’un affleurement. L’approche décrite ici est basée à la fois sur la modélisation 3D par photogrammétrie à différentes résolutions, et sur le traitement judicieux de modèles numériques d’élévation. L’ichnosite d’Anza, situé au Maroc près d’Agadir, a été choisi pour démontrer l’efficacité du pipeline méthodologique. Au total, 323 empreintes de dinosaures et de ptérosaures avaient déjà été découvertes sur ce site, et publiées dans des études antérieures. En combinant différents traitements, près de deux fois plus de traces sont désormais identifiées.
Posted on04/09/2020byFabrice Monna|Comments Off on L’article ‘Machine learning for rapid mapping of archaeological structures made of dry stones – Example of burial monuments from the Khirgisuur culture, Mongolia –’ vient d’être publié dans Journal of Cultural Heritage
Les images produites à partir de l’orthomosaïque et du DEM alimentant l’algorithme d’intelligence artificielle
L’article “Machine learning for rapid mapping of archaeological structures made of dry stones – Example of burial monuments from the Khirgisuur culture, Mongolia –” par Monna, F.; Magail, J.; Rolland, T.; Navarro, N.; Wilczek, J.; Gantulga, J.O.; Esin, Y.; Granjon, L.; Allard, A.-C. Chateau-Smith, C. vient d’être publié dans Journal of Cultural Heritage. 43, 118-128.
La présente étude, menée dans le cadre du projet ROSAS, propose un workflow pour extraire des orthomosaïques l’énorme quantité de pierres sèches utilisées pour construire les complexes funéraires des steppes mongoles. Plusieurs algorithmes d’apprentissage automatique pour la classification binaire des pixels (c.-à-d. Pierres vs Non pierres) ont été évalués. Les données utilisées en entrée ont été extraites d’orthomosaïques haute résolution et de modèles numériques d’élévation (tous deux dérivés de l’imagerie aérienne par drone). L’analyse comparative a utilisé deux espaces colorimétriques (RVB et HSV), des caractéristiques de texture (cartes matricielles de contraste, d’homogénéité et d’entropie) et l’indice de position topographique, combinés à neuf algorithmes d’apprentissage supervisé (centroïde le plus proche, Bayes naïfs, k voisins les plus proches, régression logistique , analyses discriminantes linéaires et quadratiques, machine à vecteurs de support, forêt aléatoire et réseau neuronal artificiel). Lorsque les entités sont traitées ensemble, d’excellentes cartes de sortie, très proches ou surpassant les normes actuelles en archéologie, sont observées pour presque tous les modèles.
Posted on04/09/2020byFabrice Monna|Comments Off on L’article ‘La collection historique d’échantillons de sols de l’essai patrimonial des ‘42 parcelles’ (INRAE, Versailles) : une machine à remonter le temps… Etude et Gestion des Sols’ par van Oort et al. vient d’être publié dans Etude et Gestion des Sols.
La collection de sols de près de 100 ans possédée par l’INRAE
L’article “La collection historique d’échantillons de sols de l’essai patrimonial des ‘42 parcelles’ (INRAE, Versailles) : une machine à remonter le temps…” par van Oort, F.; Paradelo, R.; Monna, F.; Chenu, C.; Baize, D.; Guérin, A.; Breuil, S.; Delarue, G.; Trouvé, A.; Thoisy, J.-C.; Proix, N vient d’être publié dans Etude et Gestion des Sols. 27, 321-350.
A la suite de travaux précédents sur les états pédogéochimiques (resp. Folkert van Oort – INRAE Versailles), les bilans géochimiques et les impacts de la fertilisation dans les horizons profonds du NEOLUVISOL de lœss du dispositif des 42 parcelles d’INRAE, nous examinons ici des aspects chronologiques d’évolutions intervenues en surface des sols depuis 1928. Pour cela, des séries d’une quinzaine d’échantillons de la collection historique ont été analysées pour une dizaine de traitements représentatifs : engrais à effet acidifiant (sulfate et phosphate d’ammonium), engrais à effet dispersant (nitrate de sodium, sylvinite, chlorure de potassium), superphosphate, amendements à effet alcalinisant (scories de déphosphoration, carbonate de calcium), fumier de cheval, ainsi que deux parcelles témoins’, et parcelles sans apport (i.e. témoins).
