Approches "problèmes inverses" régularisées pour l'imagerie sans lentille et la microscopie holographique en ligne
Auteur / Autrice : | Frederic Jolivet |
Direction : | Thierry Fournel, Corinne Fournier |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Image |
Date : | Soutenance le 13/04/2018 |
Etablissement(s) : | Lyon |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne) |
Partenaire(s) de recherche : | Etablissement opérateur d'inscription : Université Jean Monnet (Saint-Étienne ; 1969-....) |
Laboratoire : Laboratoire Hubert Curien (Saint-Etienne ; 1995-....) - Laboratoire Hubert Curien [Saint Etienne] / LHC | |
Jury : | Président / Présidente : Emmanuel Trouvé |
Examinateurs / Examinatrices : Thierry Fournel, Corinne Fournier, Jean-Marie Nicolas, Ferréol Soulez | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Trouvé, Frédéric Champagnat |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
En imagerie numérique, les approches «problèmes inverses» régularisées reconstruisent une information d'intérêt à partir de mesures et d'un modèle de formation d'image. Le problème d'inversion étant mal posé, mal conditionné et le modèle de formation d'image utilisé peu contraint, il est nécessaire d'introduire des a priori afin de restreindre l'ambiguïté de l'inversion. Ceci permet de guider la reconstruction vers une solution satisfaisante. Les travaux de cette thèse ont porté sur le développement d'algorithmes de reconstruction d'hologrammes numériques, basés sur des méthodes d'optimisation en grande dimension (lisse ou non-lisse). Ce cadre général a permis de proposer différentes approches adaptées aux problématiques posées par cette technique d'imagerie non conventionnelle : la super-résolution, la reconstruction hors du champ du capteur, l'holographie «couleur» et enfin la reconstruction quantitative d'objets de phase (c.a.d. transparents). Dans ce dernier cas, le problème de reconstruction consiste à estimer la transmittance complexe 2D des objets ayant absorbé et/ou déphasé l'onde d'éclairement lors de l'enregistrement de l'hologramme. Les méthodes proposées sont validées à l'aide de simulations numériques puis appliquées sur des données expérimentales issues de l'imagerie sans lentille ou de la microscopie holographique en ligne (imagerie cohérente en transmission, avec un objectif de microscope). Les applications vont de la reconstruction de mires de résolution opaques à la reconstruction d'objets biologiques (bactéries), en passant par la reconstruction de gouttelettes d'éther en évaporation dans le cadre d'une étude de la turbulence en mécanique des fluides.