Recalage et fusion pour la reconstruction de surfaces 3D obtenues par projection de franges : application à un système de vision dédié à l'orthopédie

Registration and fusion for the reconstruction of 3D surfaces obtained by fringe projection. Application to a vision system dedicated to orthopedic domain

• Auteur / Autrice : Christophe Vincent
• Direction : Robert Fouquet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique. Analyse et traitement d'images
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Saint-Etienne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Jambes artificielles

Figures de diffraction

Imagerie tridimensionnelle

Reconstruction d'image

Résumé

Ces travaux portent sur l'extension d'un système de numérisation 3D par projection de franges, en vue de la génération de prothèses de jambes. L'acquisition, la reconstruction et la conception y sont améliorées. Concernant l'acquisition, une technique adaptative d'ajustement sinusoi͏̈dal de franges est présentée. En amont, l'auto-étalonnage de couples caméras/projecteurs est abordé. En reconstruction 3D, un algorithme original d'auto-indexation de franges à partir d'un ensemble de vues, basé sur un recalage itératif de surfaces reconstruites, est proposé. En outre, un recalage itératif de profils 2D sur des surfaces 3D est utilisé pour la reconstruction de moignons. Enfin, des outils de conception assistée par ordinateur ont été développés pour la génération de prothèses, notamment par fusion d'objets 3D par métamorphoses 2D. Ces travaux ont mené à un système de génération de prothèses opérationnel et à des perspectives relatives à la définition d'un nouveau capteur portable

The work concerns the extension of a 3D digitalisation system by fringe projection for the generation of leg prostheses. The data acquisition, surface reconstruction and computer aided design are improved there. Concerning acquisition, an adaptive technique of sinusoidal fringe fitting is presented. The theoretical aspects of self-calibration of video-camera/projector pairs is investigated. In the 3D reconstruction, an original algorithm of self-indexing of fringes starting from multiple views, based on an iterative registration of reconstructed surfaces, is proposed. Moreover, an iterative registration of 2D profiles on 3D surfaces is used for the reconstruction of stumps. Lastly, computer-aided design tools have been developed for the generation of prostheses, in particular by fusion of 3D objects with 2D metamorphoses. The work undertaken has resulted in an operational system for generation of prostheses and has led to a possible definition for a new portable sensor