Méthodes d'optimisation de dispositifs optiques innovants basés sur matrices de filtres colorés et interférométrie Fabry-Pérot

par Daniele Picone

Projet de thèse en Signal image parole telecoms

Sous la direction de Mauro Dalla mura et de Laurent Condat.

Thèses en préparation à l'Université Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal , en partenariat avec Grenoble Images Parole Signal Automatique (laboratoire) et de SIGMAPHY (equipe de recherche) depuis le 01-10-2017 .


  • Résumé

    Cette thèse est consacrée au développement de techniques de traitement d'images, visant à la reconstruction d'acquisitions non directement intelligibles prises par des systèmes d'imagerie spectrale non conventionnels. Les procols réalisés seront basés sur des techniques de pointe issues du domaine de l'optimisation, comme celles basées sur la variation totale, et une modélisation ad hoc des composants optiques, selon la philosophie de l'imagerie computationnelle. Un accent particulier est mis sur deux systèmes de spectro-imagerie innovants spécifiques. Le premier est une proposition de conception basée sur la technologie Color Filter Array, mais composée d'une mosaïque de capteurs aux caractéristiques différentes. Les acquisitions compressées sont un sous-échantillonnage d'acquisitions spécialisées, avec des résolutions spectrales ou spatiales élevées, qui peuvent être fusionnées et reconstruites conjointement pour obtenir une image syntétique présentant les caractéristiques positives des deux. Le deuxième dispositif optique est destiné aux protocoles informatiques d'une nouvelle série de prototypes basés sur l'imSPOC, un brevet déposé conjointement par l'Université de Grenoble Alpes et l'ONERA. Ce prototype produira un ensemble d'images brutes qu'il faudra combiner (ou inverser) selon une transformation de Fourier pour obtenir le cube d'image hyperspectrale souhaité. La conversion des acquisitions brutes issues de ce prototype en une image intelligible est très difficile du point de vue du traitement du signal car elle nécessite le développement de techniques appropriées pour le traitement des données (par exemple, l'étalonnage et le prétraitement afin de contraster les non-uniformités du réponse, distorsions, aberrations optiques, dispersions chromatiques, etc.) et pour attaquer le problème inverse de la reconstruction d'image.

  • Titre traduit

    Optimization methods for innovative optical devices based on Color Filter Arrays and Fabry-Pérot interferometry


  • Résumé

    This PhD is devoted to the developement of image processing techniques, aimed at the reconstruction of non directly intelligible acquisition taken by non-conventional spectral imaging systems. The performed procols will be based on cutting-edge techniques from the field of optimization, such as the ones based on total variation, and an ad hoc modelization of the optical components, according to the philosophy of computational imaging. A particular focus is given to two specific innovative spectro-imaging systems. The first is a proposed design based on the Color Filter Array technology, but composed of a mosaic of sensors with different characteristics. The compressed acquisitions are a sub-sampling of specialized acquisitions, with either high spectral or spatial resolutions, which can be jointly fused and reconstructed to obtain a syntetic image featuring the positive characteristics of both. The second optical device is targeted to the data processing protocols for a new series of prototypes based on the imSPOC, a patent jointly deposited by the Université of Grenoble Alpes and the ONERA. This prototype will produce a set of raw images that will have to be combined (or inverted) according to a Fourier transformation to obtain the desired hyperspectral image cube. The conversion of the raw acquisitions issued from this prototype into an intelligible image is very challenging from a signal processing perspective since it requires the development of appropriate techniques for data processing (e.g., calibration and pre-processing in order to contrast non-uniformities of the response, distortions, optical aberrations, chromatic dispersions etc) and for attacking the inverse problem of image reconstruction.