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Theses Year : 2008

Restoration of adaptive optics corrected retinal images

Restauration d'images de la rétine corrigées par optique adaptative

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Abstract

High resolution retinal imaging is hampered by eye's aberrations. The measurement and correction of these aberrations is made possible with an adaptive optics (AO) system. A retinal imaging bench is developped by Observatoire de Paris and is currently used in Hôpital des XV-XX in Paris. In wide field imaging, the object under examination (the retina) is three-dimensional and each recorded
image contains information on the object's volume. Furthermore, the AO correction is always partial and a dedicated deconvolution method is necessary to increase the images resolution and to separate numericaly the different object plans. A deconvolution method need an accurate knowledge of the point spread function (PSF) of the instrument and the tuning of several parameters named hyper parameters. In this framework, we developped two 3D deconvolution methods. The first one use the PSF, supposed
well known. The second method, which is a 3D phase diversity extension, estimates the aberrations jointly with the object. Furthermore, we developped an unsuppervised hyper parameters estimation method which is compatible with an effectiveness use of our 3D deconvolution method by non expert people.
The performance of all these methods are shown on simulated retinal images and experimental data. The experimental data become from a 3D images optical bench developped at ONERA during this phD thesis.
L'imagerie de la rétine, in vivo et à haute résolution, est rendue difficile à cause des aberrations de l'œil, qui limitent la résolution. La mesure et la correction de ces aberrations sont possibles grâce à l'utilisation de l'optique adaptative (OA). Un banc d'imagerie rétinienne avec OA a été développé par l'Observatoire de Paris et est actuellement utilisé sur un panel de patients à l'Hôpital des XV-XX à Paris.
En imagerie plein champ, le caractère tridimensionnel de l'objet d'intérêt (la rétine) rend l'interprétation des images difficile puisque tous les plans qui constituent l'objet contribuent à la formation de chaque plan image. De plus, la correction par OA est toujours partielle. Il est donc nécessaire de déconvoluer les images enregistrées afin d'une part de séparer numériquement les plans de l'objet et d'autre part, d'améliorer la résolution latérale. Une méthode de déconvolution nécessite généralement, pour donner des résultats satisfaisants, d'une part une bonne connaissance de la réponse impulsionnelle (RI) du système complet, et d'autre part un ajustement de paramètres de réglage appelés hyper-paramètres.
Nous avons développé deux méthodes de déconvolution 3D. La première méthode suppose la RI du système connu. La deuxième est une extension tridimensionnelle de la méthode de diversité de phase et permet d'estimer la RI du système conjointement à l'objet d'intérêt.
Par ailleurs, nous avons développé une technique d'estimation non supervisée (« automatique ») des
hyper-paramètres, qui permet d'envisager une utilisation efficace de la déconvolution 3D même par des
utilisateurs peu familiers du traitement des images tels que médecins ou biologistes.
Ces méthodes ont été validées d'abord sur des données simulées réalistes. Ensuite nous avons déve-
loppé à l'ONERA un banc d'imagerie 3D pour effectuer une validation expérimentale. Nous présenterons
les résultats préliminaires obtenus sur des images acquises sur ce banc.
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Dates and versions

tel-00412618 , version 1 (02-09-2009)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00412618 , version 1

Cite

Guillaume Chenegros. Restauration d'images de la rétine corrigées par optique adaptative. Astrophysique [astro-ph]. Université Paris-Diderot - Paris VII, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00412618⟩

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