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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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Computational imaging through scattering materials using speckle correlation

Description du projet

De nouvelles méthodes d’imagerie informatique permettent d’étudier les motifs de tavelures dans les matériaux dispersant la lumière

Sous l’effet d’une lumière cohérente, les matériaux dispersant la lumière créent des images ressemblant à du bruit, communément appelées tavelures. Malgré leur nature apparemment aléatoire, les motifs des tavelures ont de fortes propriétés de corrélation statistique qui peuvent être exploitées pour améliorer les techniques d’imagerie. Cependant, le manque d’outils de modélisation appropriés empêche une compréhension complète des propriétés des tavelures. Le projet SpeckleCorr, financé par l’UE, combinera les techniques de vision par ordinateur et d’infographie afin de mieux comprendre les statistiques des tavelures et d’élargir considérablement le champ de leurs applications. Les méthodes proposées permettront de mesurer directement la corrélation des tavelures par rapport aux méthodes traditionnelles qui capturent d’abord les images des tavelures et estiment ensuite les corrélations dans une étape de post-traitement.

Objectif

When viewed under coherent imaging conditions (e.g. laser illumination), scattering materials such as biological tissues create noise-like images known as speckle. Despite their seemingly random nature, speckle patterns have strong statistical correlation properties that are highly informative of the material producing them. These can be used to enable remarkable imaging capabilities, not possible with current state of the art, for example seeing through highly scattering layers.

Unfortunately, realizing these in practical settings (tissue imaging, fluorescence microscopy) remains a challenge. Research efforts are hindered by a lack of modeling tools, resulting in an incomplete understanding of speckle properties.
This project aims to use computational techniques from computer vision and computer graphics to greatly enhance our understanding of speckle statistics, and significantly expand the scope of their applications.
To this end, the project will explore algorithmic tools newly-developed by the PI that can accurately and efficiently simulate speckle patterns, to formulate better models of speckle formation.
We will exploit our new understanding to develop new types of computational imaging systems that can directly measure speckle correlation, rather than the traditional pipeline where one captures speckle images and estimates their correlations algorithmically in post-processing.
Finally, we will exploit these tools in multiple computational imaging applications, including: (i) Acquiring material parameters: estimating the type, size and density of particles composing a material of interest. (ii) Imaging fluorescent sources deep inside scattering tissue. (iii) Adaptive optics imaging.

Potential impact is anticipated in numerous areas
where speckle-based imaging techniques hold promise, including medicine (increased depth penetration of tissue imaging techniques) and material fabrication and analysis (accurate characterization of scattering materials).

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2021-COG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

TECHNION - ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Contribution nette de l'UE
€ 2 125 000,00
Coût total
€ 2 125 000,00

Bénéficiaires (1)