Journées Imagerie Optique Non Conventionnelle - 14ème édition

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Inscriptions closes à cette réunion.

Inscriptions

33 personnes membres du GdR ISIS, et 61 personnes non membres du GdR, sont inscrits à cette réunion.
Capacité de la salle : 150 personnes.

Annonce

La 14e édition des « Journées Imagerie Optique Non-Conventionnelle » (JIONC) se tiendra cette année dans les locaux de l'Institut Langevin, Paris 5e, les 18 et 19 mars 2019.

À l'interface de l'optique et du traitement du signal/image, ces rencontres visent à réunir les acteurs nationaux (chercheurs, ingénieurs, académiques ou industriels) de ces différents domaines, afin d'échanger sur les plus récents développements de systèmes ou de traitements pour l'imagerie non-conventionnelle et d'évaluer leurs applications potentielles.

Cette année, nous accueillerons deux présentations invitées données par :

• Anne Sentenac (Institut Fresnel, CNRS, Marseille).
• Sylvain Gioux (Lab. ICube, Unistra-CNRS, Ilkirch).

Programme

Programme des JIONC 2019.

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Lundi 18 mars

9H30-10H00 : Accueil + Introduction des JIONC 2019

10H00-10H50 : Conférence invitée

• « Imagerie dans le Domaine Fréquentiel Spatial : Vers l'imagerie multispectrale quantitative et temps-réel pour la chirurgie »

Joseph Angelo, Enagnon Aguenounon, Manon Schmidt, Swapnesh Panigrahi, Foudil Dadouche, Wilfried Uhring, Murielle Torregrossa, Sylvain Gioux

Laboratoire ICube, UDS-CNRS, UMR 7357, Strasbourg

Résumé en fin de programme

10H50-11H50 : Imagerie pour l'ophtalmologie

• « 3D high resolution retinal imaging using Full-Field Optical Coherence and Incoherence Tomography »

Pedro Mece¹, Kate Grieve², Michel Paques², Serge Meimon³, Claude Boccara¹

¹Institut Langevin, ESPCI Paris, Université PSL, Paris, France
²Hôpital des Quinze-Vingts, Institut de la Vision, Paris, France
³ONERA, the French Aerospace Lab, Chatillon, France

• « Application de l'holographie laser Doppler à l'ophtalmologie »

Léo Puyo¹, Michel Paques^2,3, Mathias Fink¹, José-Alain Sahel^2,3, Michael Atlan¹

¹Institut Langevin, CNRS, PSL Research University, ESPCI Paris, Paris. France
²Institut de la Vision, 17 rue Moreau, Paris. France
³Centre d'investigation clinique des Quinze-Vingts. INSERM, Paris. France

• « Confinement laser 3D assisté par optique adaptative en milieu perturbé : application à l'imagerie et la chirurgie rétinienne »

Antoine Chen^1,2,5, Cyril Petit^1,5, David Pureur², Michel Paques^3,4,5, Serge Meimon^1,5

¹DOTA, ONERA, Université Paris Saclay, Palaiseau, France
²Quantel Medical, Cournon d'Auvergne, France
³CIC 1423, INSERM, CHNO des Quinze-Vingts, Paris, France
⁴Institut de la Vision, Sorbonne Université, INSERM, CNRS, Paris, France
⁵PARIS group - Paris Adaptive-optics for Retinal Imaging and Surgery

11H50-14H00 : Déjeuner

14H00-15H20 : Algorithmes et traitements d'image

• « Tomographie Compton Circulaire et développement de la transformée de Radon généralisée correspondante »

Cecilia Tarpau^1,2,3, Maï K. Nguyen¹

¹Equipes de Traitement de l'Information et Systèmes, ENSEA / UCP / CNRS UMR 8051, Cergy Pontoise, France
²Laboratoire de Physique Théorique et Modélisation, UCP / CNRS UMR 8051, Cergy Pontoise, France
³Laboratoire de Mathématiques de Versailles, UVSQ / CNRS UMR 8100, Versailles, France

• « Factorisation en matrices quaternioniques non-négatives (Q-NMF) : un nouvel outil pour la séparation de sources polarisées à large bande »

Julien Flamant, Sebastian Miron, David Brie

Université de Lorraine, CNRS, CRAN, Nancy, France

• « Segmentation-déconvolution d'images texturées : gestion des incertitudes par une approche bayésienne hiérarchique et un échantillonnage stochastique »

Jean-François Giovannelli, Cornelia Vacar

Laboratoire IMS, Univ. Bordeaux, CNRS, BINP, France

• « Particle Filtering for Online Space-Varying Blur Identification »

Yunshi Huang¹, Émilie Chouzenoux¹, Victor Elvira²

¹CVN, INRIA Saclay, CentraleSupélec, France

²IMT Lille Douai & CRIStA, UMR CNRS 9189, Villeneuve d'Ascq, France

15H20-15H50 : Pause Café

15H50-16H30 : Simulation et analyse d'images

• « Prétraitement d'images acquises de jour et de nuit par différents capteurs »

Sylvie Lelandais¹, Christophe Montagne¹, Justin Plantier^1,2

¹IBISC, Univ Evry, Université Paris Saclay, Evry, France

²Département NSCo, IRBA, Brétigny sur Orge Cedex, France

• « Simulateur de chaîne d'acquisition d'images »

Alix de Gouvello, Laurent Soulier, Antoine Dupret

CEA, LIST, Nano-INNOV, Gif-sur-Yvette, France

16H30-17H10 : Contrôle qualité optique pour l'industrie

• « Métrologie optique rapide par projection de grilles pour le contrôle qualité du positionnement de rivets »

Benjamin Bringier^1,2, Bruno Mercier^1,2, Majdi Khoudeir^1,2

¹CNRS, XLIM, UMR 7252, Limoges, France

²Univ. Poitiers, XLIM, Poitiers, France

• « Apport de la polarimétrie en imagerie active pour le contrôle qualité de soudage »

A. Zanzouri Kechiche¹, O. Aubreton¹, A. Mathieu², C. Stolz¹

¹Laboratoire ERL VIBOT CNRS, ImViA, Univ. de Bourgogne Franche-Comté, Le Creusot, France
²Laboratoire ICB, département IRM, équipe Ltm, Université de Bourgogne Franche-Comté, Le Creusot, France

17H10-... : Session Posters

Cf. Liste des posters en fin de programme

Mardi 19 mars

09H00-09H50 : Conférence invitée

• « Super-resolution in fluorescence microscopy using unknown speckles : the Random Illumination Microscopy approach »

Anne Sentenac¹, Thomas Mangeat², Jérôme Idier³

¹CNRS, Institut Fresnel, Marseille, France

²LBCMCP, Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université de Toulouse, CNRS, Toulouse, France

³Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes, École Centrale de Nantes, CNRS, Nantes, France

Résumé en fin de programme

09H50-10H30 : Super-résolution

• « La microscopie assistée par microsphère »

Paul C. Montgomery, Stéphane Perrin et Sylvain Lecler

Lab. des Sciences de l'Ingénieur, de l'Informatique et de l'Imagerie (ICube), UDS-CNRS, Strasbourg, France

• « Reconstruction super-résolue et sectionnée optiquement pour l'imagerie rétinienne par illumination structurée »

Yann Lai-Tim^1,2, Laurent Mugnier¹, François Orieux³, Roberto Baena-Gallé¹, Michel Paques², Serge Meimon¹

¹DOTA, ONERA, Université Paris Saclay, F-91123 Palaiseau, France

²CIC 1423, INSERM, Quinze-Vingts Hospital, Paris, France

³Lab. des Signaux et Systèmes (Univ. Paris-Sud, CNRS, CentraleSupélec, Univ Paris-Saclay), Gif sur Yvette

10H30-11H00 : Pause Cafe

11H00-12H00 : Problèmes inverses

• « SmIC: a new data reduction algorithm for the integral field spectrograph of SPHERE »

Anthony Berdeu¹, Éric Thiébaut², Ferréol Soulez², Loïc Denis¹, Maud Langlois²

¹Université de Lyon, UJM-St-Etienne, CNRS, Institut d'Optique, Laboratoire Hubert Curien, Saint-Etienne, France

²Université de Lyon, ENS de Lyon, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, St-Genis-Laval, France

• « Innovative approach in Non Destructive context : new algorithm for TeraHertz Computed Tomography »

Alexandre Duhant^1,2, Meriam Triki², Olivier Strauss¹

¹ICAR team, LIRMM, University of Montpellier, CNRS, Montpellier, France

²Department of Research and Development, T-Waves Technologies, Montpellier, France

• « De l'ombre des satellites à leur image : le projet COSTELLO »

Olivier Herscovici-Schiller¹, Frédéric Cassaing², Pierre-Emmanuel Haensler¹, Laurent Mugnier², Baptiste Levasseur¹, Sébastien Reynaud¹

¹DTIS, ONERA, Université Paris-Saclay, Palaiseau, France

²DOTA, ONERA, Université Paris-Saclay, Châtillon, France

12H00-14H00 : Déjeuner

14H00-15H20 : Microscopies

• « 4D multi-plane and multi-colour (4D-MPMC) microscopy imaging with quadratically distorted (QD) grating and grisms »

Yan Feng¹, Zhengkun Liu², Antonio Ortiz¹, Yuewei Liu³, Nadine Peyriéras¹, Xiaohong Fang⁴

¹Laboratory BioEmergences (USR3695), CNRS, University Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette, France

²National Synchrotron Radiation Lab., Univ. of Science and Technology of China, Anhui, China

³Inst. of Statistics & Probability, School of Mathematics & Statistics, Lanzhou Univ., Gansu, China

⁴Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Key Laboratory of Molecular Nanostructure and Nanotechnology, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China

• « Adaptive optics light-sheet microscopy of the drosophila brain using direct wavefront sensing without any guide star »

Antoine Hubert^1,2, Fabrice Harms¹, Rémy Juvenal¹, Vincent Loriette², Cynthia Veilly¹, Guillaume Dovillaire¹, Xavier Levecq¹, Georges Farkouh³, Laurent Bourdieu⁴, François Rouyer³, Alexandra Fragola²

¹Imagine Optic, 18 rue Charles de Gaulle, Orsay, France

²LPEM - ESPCI, 10 rue Vauquelin, Paris, France

³Institut des Neurosciences Paris-Saclay, Gif-Sur-Yvette, France

⁴Institut de Biologie de l'Ecole Normale Supérieure, Paris, France

• « Microscopie tomographique diffractive assistée par miroir »

Ludovic Foucault¹, Nicolas Verrier¹, Matthieu Debailleul¹, Bertrand Simon², Olivier Haeberlé¹

¹IRIMAS EA7499, Université de Haute-Alsace, Mulhouse, France

²LP2N, CNRS UMR 5298, Université de Bordeaux, Institut d'Optique Graduate School, Talence, France

• « Microscope polarimétrique multimodal appliqué à l'étude de la réponse optique de microparticules éclairées en illumination oblique »

T. S. H. Yoo¹, A. Fernández², F. Moreno², J. M. Saiz², R. Ossikovski¹, E. Garcia-Caurel¹

¹LPICM, CNRS, Ecole polytechnique, Université Paris-Saclay, Palaiseau, France

²Dpto. de Física Aplicada, Universidad de Cantabria, Santander, Espagne

15H20-15H40 : Pause

15H40-16H40 : Nouvelles modalités d'imagerie non conventionnelle

• « Architecture d'imagerie tout-optique pour la démodulation plein champ instantanée en quadrature de signaux optiques haute-fréquence »

Swapnesh Panigrahi¹, Julien Fade¹, Romain Agaisse¹, Hema Ramachandran², Mehdi Alouini¹

¹Univ Rennes, CNRS, Institut FOTON, 263 av. Général Leclerc, 35 042 Rennes, France

²Raman Research Institute, Sadashiv Nagar, Bangalore, Inde

• « Imagerie active par conversion de fréquence IR-visible largement multi-modale »

R. Demur^1,2, A. Grisard¹, Eric Lallier¹, Luc Leviandier¹, Loïc Morvan¹, Nicolas Treps², Claude Fabre²

¹Thales Research & Technology, Palaiseau, France

²Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, CNRS, ENS-University PSL, Collège de France, Paris, France

• « Imagerie plasmonique à haute résolution sur surfaces d'or nanostructurées, application à l'imagerie cellulaire »

F.A. Banville^1,2, Z. Khadir^1,2, J. Moreau¹, M. Besbes¹, C. Collin^1,2, M. Canva^1,2, P. G. Charette¹

¹Laboratoire Charles Fabry, Institut d'Optique Graduate School, Université Paris-Saclay, France

²Laboratoire Nanotechnologies Nanosystèmes, CNRS-Université de Sherbrooke, Canada

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LISTE DES POSTERS

01 - « Augmentation de données polarimétriques respectant les propriétés physiques de la scène capturée »

Marc Blanchon, Olivier Morel, Désiré Sidibé

VIBOT ERL CNRS 6000, ImViA, Université de Bourgogne Franche Comte, Le Creusot, France

02 - « Reconstruction d'hologramme off-axis acquis sur un dispositif common path »

Dylan Brault^1,2, Thibaud Mourlon², Corinne Fournier¹, Thomas Olivier¹, Arun Anand³

¹Université Lyon, UJM St-Etienne, CNRS, Institut d'Optique, Laboratoire Hubert Curien, St-Etienne, France.
²Télécom Saint-Etienne, Saint-Etienne, France.
³Optics Laboratory, Applied Physics Department, Faculty of Technology & Engineering, Univ. of Baroda, India.

03 - « Conception conjointe d'une caméra 3D par illumination structurée pour l'inspection de surface »

Benjamin Buat, Pauline Trouvé-Peloux, Guy Le Besnerais, Frédéric Champagnat

DTIS, ONERA, Université Paris-Saclay, FR-91123 Palaiseau, France

04 - « Études de nouvelles architectures de spectro-imageurs compacts pour les sciences de l'atmosphère »

Nathan Cariou^{1, 2}, Florence de la Barrière¹, Yann Ferrec¹, Nicolas Guerineau¹

¹ONERA, Palaiseau, France

²CNES, Toulouse, France

05 - « Imagerie hyperspectrale compressive de la Protoporphyrine IX »

Leticia Lambert Angulo, Bruno Montcel, Nicolas Ducros

Univ Lyon, INSA-Lyon, UCB Lyon 1, CNRS, Inserm, CREATIS UMR 5220, U1206, Villeurbanne, France

06 - « Apport des optiques freeform pour l'imagerie multispectrale »

Louis Duveau^{1, 2} Thierry Lépine³, Emmanuel Hugot⁴, Guillaume Druart¹

¹ONERA, Palaiseau, France
²DGA, Paris, France
³Laboratoire Hubert Curien, Saint-Etienne, France
⁴Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Marseille, France

07 - « Effets statistiques du ré-échantillonnage sur le speckle pleinement développé en imagerie cohérente laser et radar »

Simon Erdmann¹, Élise Koeniguer², Xavier Orlik¹, Flora Weissgerber³

¹ONERA, Département Optique et Techniques Associées, Toulouse, France
²ONERA, Département Traitement de l'Information et Systèmes, Palaiseau, France

³ONERA, Département ÉlectroMagnétisme et Radar, Palaiseau, France

08 - « Généralisation de motifs éxacte en imagerie mono-pixel »

Antonio Lorente Mur¹, Jérémy Cohen², Nicolas Ducros¹

¹Univ Lyon, INSA-Lyon, UCB Lyon 1, CNRS, Inserm, CREATIS UMR 5220, U1206, Villeurbanne

²Univ Rennes, Inria, CNRS, IRISA, Rennes, France

09 - « Haute résolution optique pour les spécimens non marqués »

Fabien Momey¹, Nicolas Verrier², Marc Ruff³, Corinne Fournier¹, Olivier Haeberlé²

¹Université de Lyon, UJM-St-Étienne, CNRS, Institut d'Optique, Lab. Hubert Curien UMR 5516, St-Étienne, France
²IRIMAS, Université de Haute-Alsace, Mulhouse, France
³Univ de Strasbourg, CNRS, INSERM, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Illkirch, France.

10 - « Micro endoscopie non linéaire pour le diagnostic optique en cancérologie »

Nathalie Westbrook¹, Alexandra Fragola², Christophe Hecquet¹, Vincent Loriette², Thomas Pons², Geneviève Bourg-Heckly³, Christine Vever-Bizet³, Sergei Kruglik³, Frédéric Louradour⁴

¹Laboratoire Charles Fabry, Institut d'Optique, CNRS, Université Paris-Saclay, Palaiseau, France

²LPEM, ESPCI, Paris, France

³Laboratoire Jean Perrin, Sorbonne Université, Paris, France

⁴XLIM, UMR-CNRS 7252, Université de Limoges, France

Résumés des contributions

RESUMÉS DES CONFÉRENCES INVITÉES

• Joseph Angelo, Enagnon Aguenounon, Manon Schmidt, Swapnesh Panigrahi, Foudil Dadouche, Wilfried Uhring, Murielle Torregrossa, Sylvain Gioux

« Imagerie dans le Domaine Fréquentiel Spatial: Vers l'imagerie multispectrale quantitative et temps-réel pour la chirurgie »

Laboratoire ICube, UDS-CNRS, UMR 7357, Strasbourg

Il existe un besoin clinique pressant de fournir des outils pour un guidage objectif du geste chirurgical. Actuellement, l'évaluation des tissus devant être réséqués ou évités est effectuée subjectivement, entrainant un grand nombre d'échecs coûteux tant pour les patients que pour le système de santé. Parce que la lumière proche infrarouge (NIR) se propage profondément dans les tissus vivants et interagit avec les constituants moléculaires, elle offre des capacités inégalées pour l'identification objective de tissus sains et malsains pendant une procédure chirurgicale. Ces capacités sont bien illustrées par le succès de la translation clinique de l'imagerie par fluorescence en chirurgie vasculaire et oncologique. Au cours de cette présentation, nous allons passer en revue nos efforts pour fournir des images quantitatives, large champ et en temps réel pendant la chirurgie utilisant l'imagerie optique diffuse NIR. Nous présenterons en particulier nos contributions relatives au développement d'une nouvelle méthode d'imagerie dans le domaine fréquentiel spatial (SFDI) et décrirons nos travaux récents sur l'imagerie multispectrale quantitative temps réel pour des interventions chirurgicales.

• Anne Sentenac¹, Thomas Mangeat², Jérôme Idier³

« Super-resolution in fluorescence microscopy using unknown speckles : the Random Illumination Microscopy approach »

¹CNRS, Institut Fresnel, Marseille, France

²LBCMCP, Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université de Toulouse, CNRS, Toulouse, France

³Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes, École Centrale de Nantes, CNRS, Nantes, France

The microscopy technique presenting the best compromise between resolution and practical application to live samples is Structured Illumination Microscopy (SIM). This approach consists in forming a super-resolved image of the sample by processing numerically several low-resolution images obtained for different positions and orientations of a known illumination pattern. Scanning microscopy with or without pixel reassignment (Zeiss Airyscan), which uses a focused spot as excitation pattern, and periodic SIM (Zeiss Elyra), which uses a light grid, are the two main examples of SIM. The resolution of periodic-SIM can reach 100 nm transversally and 300 nm axially for the best apparatus (the scanning SIM being less performing) [Shao_2011]. Yet, this achievement requires a precise knowledge of the illumination patterns. If the latter is deformed by the optical system or the sample itself, the numerical process leading to the super-resolved image fails. As a consequence, the experimental implementation of SIM is very technical [Demmerle_2017] and its application domain is limited to non-distorting, weakly scattering samples. In particular, the resolution of SIM quickly deteriorates when imaging specific cells inside a biological tissue because the illumination is modified by the inhomogeneous environment. Now, this configuration is encountered in most in situ biological studies.

In the last years, our consortium has proposed a novel SIM configuration that is insensitive to the illumination deformation, Random Illumination Microscopy (RIM) [Mudry_2012]. It consists in illuminating the sample with different realizations of (uncontrolled) speckles and reconstructing a super-resolved image from the stack of data using the statistical properties of the illumination [Mudry_2012, Negash_2016, Labouesse_2017].The latter being insensitive to scattering and aberration, RIM can succeed in configurations where classical SIM fails. In addition, it is much simpler to implement experimentally as it avoids the control of the illumination.

A mathematical analysis demonstrated that a two-fold resolution gain, similar to that of classical SIM, could be obtained with RIM [Idier_2018]. Preliminary experimental results confirmed that RIM competes with periodic-SIM in terms of spatial resolution with a temporal resolution and toxicity compatible with long term live imaging.

References :

Shao et al, Nature Methods 8, 1044-1046 (2011)

Demmerle et al, Nature Protocol, 12, 988-1010 (2017)

Mudry et al, Nature Photonics, 6, 312-315 (2012)

Negash et al, J. Opt. Soc. Am. A, 33, 1089-1093 (2016)

Labouesse et al, IEEE transactions on image processing, 26, 2480-2483 (2017)

Idier et al, IEEE Comp. Imaging, 4, 87 (2018)