Le laboratoire des capteurs optiques (LCO) du CEA-LETI s’intéresse au développement d’une plateforme de diagnostic d’objets biologiques par analyse optique dans le domaine spectral du moyen infrarouge (MIR). L’émergence de sources laser infrarouges QCL (Quantum Cascade Laser) a en effet permis d’ouvrir de nouvelles voies de recherche dans ce domaine spectral. Dans ce contexte, le CEA-LETI développe un système d’imagerie multi spectral utilisant ces nouvelles sources optiques haute brillance et des matrices de bolomètres spécifiques pour obtenir des images biomoléculaires d’échantillons biologiques. Les applications visées sont d’abord médicales (diagnostics, pronostics) mais aussi agro-alimentaires (qualité alimentaire, analyse de l’environnement). Notre technique d’imagerie permet d’obtenir de multiples images spectrales qu’il est nécessaire de traiter (filtrage, débruitage…) et d’analyser (segmentation, classification…). Nous souhaitons par exemple développer des algorithmes de traitement exploitant les principes du Machine Learning pour classifier les cellules saines et les cellules cancéreuses contenues dans un prélèvement.

Travail demandé

Après une étude bibliographique, ce stage porte sur:

i) l’acquisition de la base de données sur les objets biologiques

ii) la mise en place de routines de traitement des images spectrales obtenues,

iii) le développement de méthodes de Machines Learning (ML) pour traiter l’information spectrale contenue dans les séquences d’images afin d’identifier, différencier et classifier les objets biologiques étudiés.

L’étudiant devra s’approprier le système d’imagerie pour ensuite acquérir les images sur les objets biologiques, Ensuite il devra définir des méthodes numériques permettant d’améliorer le rapport signal à fond continu et le rapport signal à bruit pour chaque image acquise, et développer des méthodes d’analyses non supervisée et d’analyses de ML supervisée (SVM, réseaux de neurones, random forest..). Pour ce faire, il devra constituer des premières bases de données sur des échantillons témoins.

Le candidat retenu évoluera au sein d’un laboratoire composé de chercheurs experts en simulation optique, en instrumentation optique et pourra s’appuyer sur des travaux de stage et thèse déjà initiés sur ce sujet.