Simultaneous alignment-reconstruction of electronic tomogram and 3D extraction of ribosome

Ce travail de thèse aborde le problème de l'alignement d'images 2D obtenues en tomographie électronique dans la perspective d'une reconstruction tridimensionnelle et la détection des ribosomes à partir de l'objet reconstruit. Une méthode d'optimisation globale est proposée pour minimiser un coût qui permet d'effectuer l'alignement 3D et la reconstruction de manière conjointe. La thèse traite également le problème de la segmentation des images 3D reconstruites avec une méthode de classification probabiliste. Cependant, la nature des images de cryo-tomographie révèle des problèmes de bruit et de contraste. Deux méthodes de filtrage 3D ont été proposées comme prétraitement du processus de segmentation. La première méthode est basée sur l'intégration fractionnaire. La seconde est basée sur l'analyse multi-fractale. L'institut de recherche biomédicale IGBMC de Strasbourg a fourni les images de projection utilisées dans cette thèse.This thesis deals with the problem of the alignment of 2D images obtained by transmission electron microscopy in the perspective of a three-dimensional reconstruction and the detection of ribosomes from the reconstructed object. A global optimization method is proposed to minimize a cost that allows the 3D alignment and reconstruction to be carried out jointly. The thesis also deals with the problem of segmentation of reconstructed 3D images with a probabilistic classification method. However, the nature of cryo-tomography images reveals noise and contrast problems. For this reason, two methods of 3D filtering have been proposed as pre-processing of segmentation, one is based on fractional integration, and the other on a multi-fractal analysis. The institute of biomedical research IGBMC in Strasbourg provides the projection images used in this thesis

Alignement-reconstruction simultanée de tomogramme électronique et extraction de volume de ribosome

This thesis deals with the problem of the alignment of 2D images obtained by transmission electron microscopy in the perspective of a three-dimensional reconstruction and the detection of ribosomes from the reconstructed object. A global optimization method is proposed to minimize a cost that allows the 3D alignment and reconstruction to be carried out jointly. The thesis also deals with the problem of segmentation of reconstructed 3D images with a probabilistic classification method. However, the nature of cryo-tomography images reveals noise and contrast problems. For this reason, two methods of 3D filtering have been proposed as pre-processing of segmentation, one is based on fractional integration, and the other on a multi-fractal analysis. The institute of biomedical research IGBMC in Strasbourg provides the projection images used in this thesis.Ce travail de thèse aborde le problème de l'alignement d'images 2D obtenues en tomographie électronique dans la perspective d'une reconstruction tridimensionnelle et la détection des ribosomes à partir de l'objet reconstruit. Une méthode d'optimisation globale est proposée pour minimiser un coût qui permet d'effectuer l'alignement 3D et la reconstruction de manière conjointe. La thèse traite également le problème de la segmentation des images 3D reconstruites avec une méthode de classification probabiliste. Cependant, la nature des images de cryo-tomographie révèle des problèmes de bruit et de contraste. Deux méthodes de filtrage 3D ont été proposées comme prétraitement du processus de segmentation. La première méthode est basée sur l'intégration fractionnaire. La seconde est basée sur l'analyse multi-fractale. L'institut de recherche biomédicale IGBMC de Strasbourg a fourni les images de projection utilisées dans cette thèse

Joint 3D alignment-reconstruction multi-scale approach for cryo electron tomography

International audience3D volume reconstruction in cryo-electron tomography is possible by using Transmission Electron Microscope (TEM) images from different tilt angles. The misalignment of these images is one of the limits to the quality of the reconstructed object. There are many alignment techniques to deal with this problem. Their common feature is to correct the 2D geometric transformation in the projection images. Nevertheless , 3D geometric transformation can occur in the TEM acquisition including tilt angular uncertainty. In this paper, we proposed a new multi-scale approach based on a Conjugate Gradient optimization of a cost function between the 3D reconstructed and the projection images with the purpose to find all the 3D parameters of geometric transformation. Tests on synthetic and real data prove the accuracy of our geometric transformation estimation

Extracting buildings by using the Generalized multi directional Radon Transform

International audienceThis paper presents a new method to detect and accurately locate a rectangular form object in any given image. In order to find the right coordinates of those objects in the image, we develop the Generalized Multi Directional Discrete Radon Transform (GMDRT). The GMDRT can detect any given shape whatever its form and orientation are. Experimental results on high resolution QuickBird image to extract rectangular buildings form show the efficiency of our method

Angular Uncertainty Refinement and Image Reconstruction Improvement in Cryo-electron Tomography

International audienc