Reconstruction 3D par vision active codée : application à la vision endoscopique

3D Reconstruction using codified active vision : Application to endoscopic vision

• Auteur / Autrice : Chadif Albitar
• Direction : Pierre Graebling
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique, électrotechnique, automatique. Vision et robotique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Diffraction

Chirurgie endoscopique

Vision par ordinateur en médecine

Endoscopie

Robotique en médecine

Imagerie tridimensionnelle en médecine

Mots clés libres

Lumière structurée codée

Motifs lumineux

Résumé

L’objectif de ce travail est de développer un outil endoscopique rigide capable de fournir en temps réel l’information 3D basée sur l’utilisation de la lumière structurée. Nous avons conçu à cet effet un nouveau motif monochrome auquel un codage basé sur la stratégie du voisinage spatial et la formulation des M-array’s en utilisant 3 symboles a été associé. De plus, une primitive directionnelle a été considérée. L’originalité de ce motif se situe également dans la robustesse de son codage caractérisée par une distance de Hamming moyenne supérieure à 6. Les algorithmes de traitement proposés ont été validés. L’erreur moyenne obtenue a été inférieure à 1 mm pour la position et à 1° pour l’orientation dans un espace de travail de profondeur de 600 à 800 mm. Les optiques diffractives ont été employées pour la réalisation de l’outil. La couleur verte a été retenue pour illuminer le motif. Les tests in-vivo sur des surfaces abdominales d’un porc ont donné des résultats prometteurs.

The aim of this work is to develop a rigid endoscopic tool which can provide real-time 3D reconstruction using a structured light projection. To this end, we designed a new monochromatic pattern to which a code based on the spatial neighborhood strategy and the theory of M-array’s using 3 symbols was associated. In addition, a directional primitive was considered. The originality of this pattern is also in the robustness of its code characterized by a mean Hamming distance greater than 6. The proposed processing algorithms were validated. The average error was less than 1 mm for position and 1° for the orientation in a workspace of depth from 600 to 800 mm. Diffractive optical elements were used for the implementation of the tool. The green color was chosen to illuminate the pattern. The tests in-vivo on the internal surfaces of a pig abdomen have shown promising results.