Este trabalho trata da reconstrução tomográfica bidimensional e tridimensional, a partir de projeções, visando sua utilização em qualquer aplicação que necessite do volume completo do objeto em questão ou que necessite das imagens adquiridas dos- objetos projetados. Propicie-se utilizar um dos métodos pelo qual a tomografia Computadorizada gera as fatias bidimensionais do corpo exposto, expandindo-o para a terceira dimensão. Para tornar isto possível, é necessário o estudo de métodos de reconstrução-bidimensional, bem como a implementação de um deles. E desenvolvido, então, um estudo sobre os conceitos da tomografia computadorizada, seus diferentes tipos, contendo, os métodos de reconstruçãobidimensional utilizado por elas, alem, dos métodos de aquisição das projeções dos objetos a serem reconstruídos. E apresentada uma proposta de trabalho bidimensional, onde será implementado, alem do algoritmo de reconstrução, o processo de aquisição das projeções do objeto em questão, bem como, a modelagem do mesmo. Além, do desenvolvimento de uma proposta de trabalho tridimensional, onde o método de reconstrução bidimensional desenvolvido será expandido para a terceira dimensão e implementado, juntamente com o processo de aquisição dos objetos tridimensionais projetados, bem como, a modelagem dos mesmos. Um protótipo para cada uma destas propostas é gerado, contendo, cada um, a etapa de aquisição das imagens projetadas, e a etapa de reconstrução do objeto. Tanto os resultados da imagem sendo reconstruída, como as imagens adquiridas dos objetos projetados, são Bravados em arquivos. Por fim, é apresentada uma analise dos resultados gerados por estes protótipos, no que diz respeito a convergência de seus algoritmos, e a melhor maneira de utilizá-los, a fim de se obter um melhor resultado. / This paper is about bidimensional and tridimensional tomographic reconstruction working with projections in order to use in any application that needs complete volume of the object used or that needs images of the projected objects acquired. It is used one of the methods by which the computerized tomography generates bidimensional slices of the exposed body expanding it to third dimension. In order to make it possible it was necessary to study bidimensional reconstruction methods, as well as implementing one of them. It is developed a study on concepts of computerized tomography, its different types, including bidimensional reconstruction methods used by them, besides the methods used to acquire projections of the objects to be reconstructed. It is presented a proposal of the bidimensional work, where it will be implemented, besides the reconstruction algorithm, the aquisition process of the projection of the meant objects, as well as modelling them. It is also developed a proposal of a tridimensional work, where the bidimensional reconstruction method developed will be implemented and expanded to third dimension as well as the process of aquisition of the tridimensionals projected objects as well as modelling them. A prototype of these proposals is generated , containing each one the aquisition step of the projected images and the reconstruction step of the object. The results of the reconstructed image as well as the acquired images of the projected objects are saved in files. Finally it is presented an analysis of the generated results of the prototypes as to the convergence of these algorithms and the best way to use them in order to obtain a better result.

Este trabalho trata da reconstrução tomográfica bidimensional e tridimensional, a partir de projeções, visando sua utilização em qualquer aplicação que necessite do volume completo do objeto em questão ou que necessite das imagens adquiridas dos- objetos projetados. Propicie-se utilizar um dos métodos pelo qual a tomografia Computadorizada gera as fatias bidimensionais do corpo exposto, expandindo-o para a terceira dimensão. Para tornar isto possível, é necessário o estudo de métodos de reconstrução-bidimensional, bem como a implementação de um deles. E desenvolvido, então, um estudo sobre os conceitos da tomografia computadorizada, seus diferentes tipos, contendo, os métodos de reconstruçãobidimensional utilizado por elas, alem, dos métodos de aquisição das projeções dos objetos a serem reconstruídos. E apresentada uma proposta de trabalho bidimensional, onde será implementado, alem do algoritmo de reconstrução, o processo de aquisição das projeções do objeto em questão, bem como, a modelagem do mesmo. Além, do desenvolvimento de uma proposta de trabalho tridimensional, onde o método de reconstrução bidimensional desenvolvido será expandido para a terceira dimensão e implementado, juntamente com o processo de aquisição dos objetos tridimensionais projetados, bem como, a modelagem dos mesmos. Um protótipo para cada uma destas propostas é gerado, contendo, cada um, a etapa de aquisição das imagens projetadas, e a etapa de reconstrução do objeto. Tanto os resultados da imagem sendo reconstruída, como as imagens adquiridas dos objetos projetados, são Bravados em arquivos. Por fim, é apresentada uma analise dos resultados gerados por estes protótipos, no que diz respeito a convergência de seus algoritmos, e a melhor maneira de utilizá-los, a fim de se obter um melhor resultado. / This paper is about bidimensional and tridimensional tomographic reconstruction working with projections in order to use in any application that needs complete volume of the object used or that needs images of the projected objects acquired. It is used one of the methods by which the computerized tomography generates bidimensional slices of the exposed body expanding it to third dimension. In order to make it possible it was necessary to study bidimensional reconstruction methods, as well as implementing one of them. It is developed a study on concepts of computerized tomography, its different types, including bidimensional reconstruction methods used by them, besides the methods used to acquire projections of the objects to be reconstructed. It is presented a proposal of the bidimensional work, where it will be implemented, besides the reconstruction algorithm, the aquisition process of the projection of the meant objects, as well as modelling them. It is also developed a proposal of a tridimensional work, where the bidimensional reconstruction method developed will be implemented and expanded to third dimension as well as the process of aquisition of the tridimensionals projected objects as well as modelling them. A prototype of these proposals is generated , containing each one the aquisition step of the projected images and the reconstruction step of the object. The results of the reconstructed image as well as the acquired images of the projected objects are saved in files. Finally it is presented an analysis of the generated results of the prototypes as to the convergence of these algorithms and the best way to use them in order to obtain a better result.

Este trabalho trata da reconstrução tomográfica bidimensional e tridimensional, a partir de projeções, visando sua utilização em qualquer aplicação que necessite do volume completo do objeto em questão ou que necessite das imagens adquiridas dos- objetos projetados. Propicie-se utilizar um dos métodos pelo qual a tomografia Computadorizada gera as fatias bidimensionais do corpo exposto, expandindo-o para a terceira dimensão. Para tornar isto possível, é necessário o estudo de métodos de reconstrução-bidimensional, bem como a implementação de um deles. E desenvolvido, então, um estudo sobre os conceitos da tomografia computadorizada, seus diferentes tipos, contendo, os métodos de reconstruçãobidimensional utilizado por elas, alem, dos métodos de aquisição das projeções dos objetos a serem reconstruídos. E apresentada uma proposta de trabalho bidimensional, onde será implementado, alem do algoritmo de reconstrução, o processo de aquisição das projeções do objeto em questão, bem como, a modelagem do mesmo. Além, do desenvolvimento de uma proposta de trabalho tridimensional, onde o método de reconstrução bidimensional desenvolvido será expandido para a terceira dimensão e implementado, juntamente com o processo de aquisição dos objetos tridimensionais projetados, bem como, a modelagem dos mesmos. Um protótipo para cada uma destas propostas é gerado, contendo, cada um, a etapa de aquisição das imagens projetadas, e a etapa de reconstrução do objeto. Tanto os resultados da imagem sendo reconstruída, como as imagens adquiridas dos objetos projetados, são Bravados em arquivos. Por fim, é apresentada uma analise dos resultados gerados por estes protótipos, no que diz respeito a convergência de seus algoritmos, e a melhor maneira de utilizá-los, a fim de se obter um melhor resultado. / This paper is about bidimensional and tridimensional tomographic reconstruction working with projections in order to use in any application that needs complete volume of the object used or that needs images of the projected objects acquired. It is used one of the methods by which the computerized tomography generates bidimensional slices of the exposed body expanding it to third dimension. In order to make it possible it was necessary to study bidimensional reconstruction methods, as well as implementing one of them. It is developed a study on concepts of computerized tomography, its different types, including bidimensional reconstruction methods used by them, besides the methods used to acquire projections of the objects to be reconstructed. It is presented a proposal of the bidimensional work, where it will be implemented, besides the reconstruction algorithm, the aquisition process of the projection of the meant objects, as well as modelling them. It is also developed a proposal of a tridimensional work, where the bidimensional reconstruction method developed will be implemented and expanded to third dimension as well as the process of aquisition of the tridimensionals projected objects as well as modelling them. A prototype of these proposals is generated , containing each one the aquisition step of the projected images and the reconstruction step of the object. The results of the reconstructed image as well as the acquired images of the projected objects are saved in files. Finally it is presented an analysis of the generated results of the prototypes as to the convergence of these algorithms and the best way to use them in order to obtain a better result.

Ces travaux de thèse, consacrés à l'étude et analyse quantitative d'images de phase obtenues par interférométrie à décalage quadri-latéral, ont pour but la caractérisation d'un point de vue métrologique d'un outil de mesure et de ses différentes applications. Cette technique d'interférométrie, développée initialement par la société Phasics pour les marchés de la métrologie optique et de la caractérisation de faisceaux laser essentiellement, peut aussi permettre d'obtenir la cartographie d'un champ électromagnétique complexe grâce à une mesure de front d'onde. En l'utilisant sur un microscope en condition d'imagerie, ont été obtenues des images de l'intensité et de la différence de chemin optique introduite par un échantillon semi-transparent, définissant ainsi une nouvelle technique de contraste de phase quantitatif. La première partie de cette thèse sera consacrée aux techniques en microscopie qui permettent une quantification. Nous verrons les enjeux de l'obtention de ce caractère quantitatif et ce qu'il signifie dans le cadre de différentes techniques utilisant la fluorescence. On étudiera la mesure dans le cadre d'une approximation dite "projective" réalisant certaines hypothèses. On verra quelles sont les grandeurs accessibles grâce à une mesure dans le cadre de cette approximation et quelles applications en biologie peuvent être développées concernant les éléments isotropes dans une première partie et les éléments anisotropes dans une seconde partie.Nous démontrerons la possible transposition de ces applications réalisées en deux dimensions en trois dimensions avec une résolution axiale suffisante permettant une reconstruction tomographique. / The aim of this thesis, dedicated to the study and quantitative analysis of phase images obtained thanks to quadri-wave lateral shearing interferometry, is to caracterize a metrological tool and its three proposed different applications.This work has been done in collaboration between Institut Fresnel (Marseille, France) and Phasics company (Palaiseau, France) and continues that of Pierre Bon who has been in charge the application this technique to microscopy. This interferometric technique, developped by Phasics, for optical metrology and lasers characterization, allows to record complex eletromagnetic field maps thanks to a wave front measurement. By using it in the microscope image plane, one can obtain inetnsity and optical path difference images of a semi-transparent biological sample. this technique is now considered as a new quantitative phase contrast technique.The first part of this manuscript will be a state of the art of quantitative microscopy techniques. The issues of quantification and its meanings in the framework of different fluorescent and phase based techniques will be discussed.A description of the technique that is used and its comparison with similar phase techniques will be done.The measurement, under the projective approximation, is studied leading to different variables. We show different applications concerning isotropic elements in a first part and anisotropic elements in the second one.We show how this measurement is trnasposed to the third dimensions allowing three dimensional imaging and complete reconstruction of refractive index maps of biological samples.

A microtomografia computadorizada (computed microtomography - μCT) permite uma análise não destrutiva de amostras, além de possibilitar sua reutilização. A μCT permite também a reconstrução de objetos tridimensionais a partir de suas seções transversais que são obtidas interceptando a amostra através de planos paralelos. Equipamentos de μCT oferecem ao usuário diversas opções de configurações que alteram a qualidade das imagens obtidas afetando, dessa forma, o resultado esperado. Nesta tese foi realizada a caracterização e análise de imagens de μCT geradas pelo microtomógrafo SkyScan1174 Compact Micro-CT. A base desta caracterização é o processamento de imagens. Foram aplicadas técnicas de realce (brilho, saturação, equalização do histograma e filtro de mediana) nas imagens originais gerando novas imagens e em seguida a quantificação de ambos os conjuntos, utilizando descritores de textura (probabilidade máxima, momento de diferença, momento inverso de diferença, entropia e uniformidade). Os resultados mostram que, comparadas às originais, as imagens que passaram por técnicas de realce apresentaram melhoras quando gerados seus modelos tridimensionais. / X-ray Computed Microtomography (μCT) allows a non destructive analysis of samples besides making it possible to reuse them. μCT also allows the reconstruction of tridimensional objects from its transverse sections obtained intersecting the sample through parallel planes. μCT devices offer the user several configuration options which alter the quality of the images obtained affecting, this way, the results expected. In this study, the characterization and analysis of μCT images generated by the X-ray tomograph scannerSkyScan1174 Compact Micro-CT was performed. The basis of this characterization is the processing of images. Enhancement techniques were applied (brightness, saturation, histogram equalization and median filter) in the original images creating new images. Next, the quantification of both sets was performed, using texture descriptors (maximum likelihood, moment of difference, inverse difference moment , entropy and uniformity). The results show that, compared to the originals, the images which went through enhancement techniques had improved when their three-dimensional models were generated.

A microtomografia computadorizada (computed microtomography - μCT) permite uma análise não destrutiva de amostras, além de possibilitar sua reutilização. A μCT permite também a reconstrução de objetos tridimensionais a partir de suas seções transversais que são obtidas interceptando a amostra através de planos paralelos. Equipamentos de μCT oferecem ao usuário diversas opções de configurações que alteram a qualidade das imagens obtidas afetando, dessa forma, o resultado esperado. Nesta tese foi realizada a caracterização e análise de imagens de μCT geradas pelo microtomógrafo SkyScan1174 Compact Micro-CT. A base desta caracterização é o processamento de imagens. Foram aplicadas técnicas de realce (brilho, saturação, equalização do histograma e filtro de mediana) nas imagens originais gerando novas imagens e em seguida a quantificação de ambos os conjuntos, utilizando descritores de textura (probabilidade máxima, momento de diferença, momento inverso de diferença, entropia e uniformidade). Os resultados mostram que, comparadas às originais, as imagens que passaram por técnicas de realce apresentaram melhoras quando gerados seus modelos tridimensionais. / X-ray Computed Microtomography (μCT) allows a non destructive analysis of samples besides making it possible to reuse them. μCT also allows the reconstruction of tridimensional objects from its transverse sections obtained intersecting the sample through parallel planes. μCT devices offer the user several configuration options which alter the quality of the images obtained affecting, this way, the results expected. In this study, the characterization and analysis of μCT images generated by the X-ray tomograph scannerSkyScan1174 Compact Micro-CT was performed. The basis of this characterization is the processing of images. Enhancement techniques were applied (brightness, saturation, histogram equalization and median filter) in the original images creating new images. Next, the quantification of both sets was performed, using texture descriptors (maximum likelihood, moment of difference, inverse difference moment , entropy and uniformity). The results show that, compared to the originals, the images which went through enhancement techniques had improved when their three-dimensional models were generated.