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Institut Pasteur
Unité d’Analyse d’Images Quantitative
L'activité de l'unité d'Analyse d'Images Quantitative est consacrée au développement de
nouvelles méthodes pour le traitement et l'analyse d'informations visuelles produites en
microscopie biologique. Notre objectif est de mettre au point des algorithmes permettant de
quantifier de façon automatique les images produites dans le cadre de la recherche en biologie
et de faciliter la compréhension des informations biologiques qu'elles contiennent.
Sujet 1 : « Développement d’une interface interactive »
La plate-forme d’analyse d’images de l’unité possède une collection d’algorithmes pouvant
traiter diverses problématiques telles que la segmentation d’images couleurs, le suivie de
taches en microscopie à fluorescence, ou encore l’analyse de mouvement et de forme de
cellules.
Un des aspects essentiel pour l’utilisateur de ces algorithmes est de pouvoir interagir avec eux
au cours de leur exécution afin de collecter des données ou d’infléchir sur le cours de
l’algorithme.
Ce stage consiste à modéliser et mettre en place une structure générique qui permettrait :
(i)
de sélectionner des objets en mouvement (trajectoires, régions, contours actifs,
etc.) dans des environnements 2D et 3D,
(ii)
de récupérer des informations concernant ces objets (aire, position, etc.) et
éventuellement de les modifier (fusion de régions, ré-affection de trajectoire, etc.)
(iii) de prendre en compte ces modifications au sein des algorithmes.
Mot-clés : Analyse d’images, Interface graphique, Java, 3D.
Contacts : [email protected], [email protected]
Sujet 2 : « Analyse de cellules en microscopie 4D par modèles déformables »
L’analyse automatique de la forme et du mouvement des cellules présente un grand intérêt
pour l’étude de processus biologiques fondamentaux, tels que l’invasion de parasites ou le
développement embryonnaire. Les techniques modernes de microscopie à fluorescence
permettent d’observer cette dynamique cellulaire en 3D et dans le temps (4D), mais les outils
d’analyse disponibles sont généralement insuffisants pour exploiter pleinement toutes ces
données.
Un précédent stage de DEA dans notre laboratoire a abouti au développement d’une première
méthode de segmentation et tracking de cellules en 4D (Dufour et al., IEEE Trans. Image
Proc., 14, 9, 1396-1410, 2005). Cette méthode, inspirée notamment des travaux de Chan et
Vese et N. Paragios, utilise la technique de courbes de niveaux (Osher et Sethian, Malladi..),
un modèle d’image constant par morceaux et des fonctions de courbes de niveaux multiples
couplées par une contrainte de non recouvrement. Le stage proposé consiste à poursuivre cet
effort et d’améliorer la technique selon un ou plusieurs axes différents, dont le choix pourra
être discuté en fonction des goûts du stagiaire et des besoins applicatifs du laboratoire:
(i)
(ii)
(iii)
(iv)
(v)
(vi)
accélérer le traitement, par l’adoption de schémas numériques plus performants
et/ou une approche multi résolution.
généralisation à des déplacements cellulaires plus importants par l’incorporation
d’une contrainte permettant le recalage.
incorporer la notion de mouvement (éventuellement à travers le flot optique), pour
améliorer la segmentation de cellules en contact et/ou fortement bruitées.
généralisation à des images multicanaux : introduction de surfaces actives ciblant
des compartiments cellulaires distincts (noyaux, cytoplasme, membrane) et
couplées par des relations ensemblistes.
prise en compte des propriétés optiques du microscope (modélisation de la réponse
impulsionnelle et/ou du bruit) pour améliorer la segmentation.
apprentissage supervisé des paramètres.
Moyennant l’obtention d’un financement, on pourrait aisément envisager une suite à ce travail
dans le cadre d’une thèse.
Mot-clés : Analyse d’images, Trajectographie, Contours actifs implicites
Contact : [email protected]
Sujet 3 : « Détection de spots fluorescents »
Il s’agit ici d’améliorer une méthode de détection pour le suivie de spots en microscopie à
fluorescence. Ce sujet est en cours d’élaboration et peut être modifié suivant les goûts et le
profil du stagiaire.
Mot-clés : Analyse d’images, Trajectographie, Déconvolution, PSF, Filtres adaptés
Contact : [email protected], [email protected]