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Téléphone : 0492076328

Durée : de 3 à 6 mois
Lieu : valrose
Financement : Demande de financement au laboratoire
Domaine : MPO
Niveau d'études : M2 ou ingénieur-PFE

Désignation du projet : Techniques d’imagerie post-optique adaptative à court-temps de pose
Résumé : Co-encadrant : Éric Aristidi

La déconvolution d’images, notamment dans le cas d’images obtenues après un système d’optique adaptative (OA), est une technique largement utilisée en imagerie à haute résolution angulaire (HRA) d’objets astronomiques ou de satellites artificiels. Lorsque la correction est imparfaite, les images post-OA présentent des similitudes avec les figures de speckle qui auraient été obtenues sans système d’OA. Des traitements additionnels doivent alors être appliqués aux images pour ne pas perdre de résolution. On peut par exemple avoir recours à de la déconvolution « aveugle » (on connaît généralement d’autant moins bien la réponse impulsionnelle que la correction est faible), éventuellement avec contrainte de Strehl [1] (le rapport de Strehl est le premier quantificateur de la qualité de la correction). On peut aussi avoir recours à des techniques de Lucky Imaging (LI), qui ne retiennent que les meilleures images à pose courte partiellement corrigées [2 , 3].

Notre groupe a développé dans le passé une expertise dans le domaine de l’imagerie speckle [4, 5], un ensemble de méthodes statistiques introduites avant la généralisation de l’OA, et avant le développement de détecteurs à courte pose pratiquement affranchis de bruit de lecture qui a accompagné l’essor de la technique LI. Nous avons récemment proposé d’appliquer ces techniques speckle à des images post-OA (à poses courtes) partiellement corrigées. Les premiers résultats de simulations [6, 7] semblent montrer une supériorité des techniques speckle sur les méthodes de déconvolution lorsque le rapport de Strehl est très bas (quelques %). Récemment, des observations préliminaires sur des images pose courte de satellites artificiels prises avec de petits télescopes ont montré qu’une partie de l’information (phase de la transformée de Fourier notamment) n’était pas totalement détruite par la turbulence. Des techniques speckle simples permettraient alors de restaurer les images avec une amélioration significative du niveau de détail par rapport aux images longue-pose. Le même type de comportement est attendu dans le cas d’images partiellement corrigées par OA - et une étude quantitative est nécessaire concernant ce point.

Le but du stage est de tester des méthodes de restauration d’images basées sur des techniques bispectrales simples [8], combinées avec le résidu d’information de phase qui n’a pas été détruit par la turbulence. L’étudiant travaillera tout d’abord sur des données simulées pour mettre au point les algorithmes, avant application éventuelle sur des images satellitaires et/ou stellaires. Ce sujet de stage est conçu comme un travail préliminaire à une thèse (on envisage une demande de bourse CIFRE co-financée par Ariane Group). La thématique, côté astronomique, se situe dans la perspective des instruments d’imagerie post-OA devant équiper les télescopes du futur proche (classe 8-10m et ELT) et avec l’ambition de pousser les limites du possible d’une part vers les plus courtes longueurs d’onde, et d’autre part vers de plus grands champs corrigés. Les techniques à court-temps de pose représentent également un point-clef pour les systèmes d’OA � �quipés d’étoile laser. Côté spatial, l’application à des objets étendus de type satellitaire sera également un objectif majeur de ce travail.

Références
[1] G. Desiderà & M. Carbillet, Astron. Astrophys. 507 (3), 1759 (2009)
[2] C. D. Mackay et al., SPIE Proc. 8446, 844672 (2012)
[3] C. D. Mackay et al., SPIE Proc. 9908, 99080M (2016)
[4] É.Aristidi,M.Carbillet,J.-F.Lyon,C.Aime,Astron.Astrophys.Suppl.Ser.125,139(1997) [5] M. Carbillet, C. Aime, É. Aristidi, G. Ricort, Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 127, 569 (1998) [6] J. Deguignet, M. Carbillet, É. Aristidi, conf. ESO HIRES-2014, Garching (2014)
[7] N. Longeard, É. Aristidi, M. Carbillet, AO data processing workshop, Marseille (2015) [8] C. A. Hanniff et al., JOSA A 8, 134 (1991)