Co-conception de systèmes d'imagerie pour l'extension de profondeur de champ - Application à la localisation de molécule unique.

par Olivier Leveque

Projet de thèse en Sciences de l'information et de la communication

Sous la direction de François Goudail et de Caroline Kulcsár.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Laboratoire Charles Fabry (Palaiseau, Essonne) (laboratoire) , Systèmes d'imagerie et physique des images (equipe de recherche) et de Institut d'optique théorique et appliquée (Palaiseau, Essonne) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 31-08-2018 .


  • Résumé

    L'objectif de ce projet de thèse est de développer des méthodologies quantitatives d'optimisation de systèmes d'imagerie en prenant en compte le modèle de scène et de formation de l'image, le système d'imagerie (détecteur, optique) et la méthode d'extraction de l'information. On distinguera deux types de problématiques : les applications où le produit final est une image restaurée ou reconstruite, et celles où l'image acquise sert à estimer une autre information, souvent plus simple, comme par exemple la position d'une particule unique dans l'image (imagerie de molécule unique) ou une profondeur (imagerie 3D). L'information recherchée dans ces deux types d'applications étant différente, les critères d'optimisation le seront également, et donc aussi les configurations optimales d'imagerie obtenues. A l'inverse, ces deux problématiques présentent de nombreux points communs, en particulier concernant la modélisation des images et les algorithmes d'optimisation mis en œuvre. Il paraît donc particulièrement pertinent de les aborder dans le cadre d'un même projet de thèse. Le point clé du projet sera de déterminer une méthodologie rigoureuse pour l'optimisation des systèmes et l'évaluation précise des performances atteintes, ce qui permettra en particulier de comparer plusieurs systèmes entre eux à partir d'un critère objectif, et d'évaluer de manière précise le gain apporté par une nouvelle technique ou une nouvelle méthode de traitement.

  • Titre traduit

    Co-design of imaging systems for depth of field extension - Application to the single molecule localization.


  • Résumé

    The aim of this PhD is to develop quantitative methodologies for optimizing imaging systems taking into account the model of scene and image formation, the imaging system (sensor, optics) and the method of information extraction. Two types of problem can be distinguished: the applications where the final product is a restored or reconstructed image, and those where the acquired image is used to estimate other, often simpler, information, such as the position of a single particle in an image (single molecule imaging) or a depth (3D imaging). On the one hand, the information sought in these two types of applications being different, the optimization criteria will be different, and so will be the obtained optimal imaging configurations. On the other hand, these two problems have many common points, in particular concerning image modeling and used optimization algorithms. It therefore seems relevant to address them in the context of a single thesis project. The key point of this PhD will be to determine a rigorous methodology for the optimization of the systems and the precise evaluation of achieved performance, which will make it possible in particular to compare several systems thanks to an objective criterion, and to accurately evaluate the gain brought by a new technique or a new processing method.