Conférence #150 - ARAM: Librairie de Réalité Augmentée pour les Application Médicales

Imagerie médicale 20 mn fr_FR Professionnel Débutant

Introduction de la conférence

L’élaboration d’un système de réalité augmentée fonctionnel dans le domaine médical exige de la précision et de la robustesse pour localiser des instruments chirurgicaux, plus particulièrement dans le cadre de la chirurgie laparoscopique. Compte tenu des technologies mobiles qui sont de plus en plus performants, l’idée est d’utiliser des techniques de réalité augmentée sur ces équipements. Ces techniques ont pour but de superposer l’image calculée par l’ordinateur sur la vidéo remontée en temps réel depuis la caméra filmant le patient. Ceci faciliterait grandement la navigation et le geste chirurgical (ex. positionnement précis des trocarts). L’exigence principale d’un tel système est une connaissance précise et permanente de la pose de la caméra. L’idée consiste à utiliser des marqueurs fiduciaires (tags en anglais) pour estimer la position précise de la caméra et de pouvoir donc superposer les modèles 3D virtuels sur la scène réelle.

À propos du conférencier

  • Nom : Belhaoua Abdelkrim

Description de la conférence

Un système de réalité virtuelle est une modélisation par ordinateur dans laquelle le graphisme est utilisé pour créer un monde qui semble réaliste. La réalité virtuelle est une façon pour l’humain de visualiser, manipuler, interagir avec des données complexes à l’aide d’un ordinateur. Quant à la réalité augmentée (RA), elle regroupe l’ensemble des techniques permettant de superposer des modélisations virtuelles sur des scènes réelles afin d’améliorer la perception du monde réel en y ajoutant des informations de manière dynamique et interactive. Plusieurs classifications de la réalité augmentée peuvent être envisagées selon les approches techniques, fonctionnelles ou applicatives.

Un système de réalité augmentée doit maintenir un recalage dynamique des modélisations virtuelles sur le monde réel. Pour cela, la position et l’orientation de la caméra par rapport à un repère lié au monde doivent être calculées en permanence et en temps réel. En effet, le problème de la localisation de la caméra est très important, divers travaux sont menés dans ce domaine pour le résoudre. En effet, l’estimation de la pose de la caméra est une étape importante dans les applications de réalité augmentée. Elle permet le recalage correct des graphiques virtuels sur le monde réel. Le problème de l’estimation de la pose est un problème non-linéaire, souvent résolu par des algorithmes d’optimisations tels que Gauss-Newton ou Levenberg-Marquardt. Pour des applications en temps réel, les solutions analytiques indépendantes de toute initialisation sont les plus adaptées. Néanmoins, l’estimation des distances réelles et la précision dans le recalage sont nettement inférieures à celles obtenues par les méthodes itératives.

Le problème de réalité augmentée se ramène alors à un problème de vision par ordinateur. Les techniques de vision permettent à la fois la reconstruction 3D des points de la scène, la calibration, la localisation 3D, etc. Cependant, le temps de traitement avec les systèmes de vision dépend de la complexité algorithmique des méthodes implémentées. En outre, de tels dispositifs sont souvent confrontés à des problèmes de conditions d’acquisition dans l’environnement réel de l’utilisateur.

Dans ce travail, nous développons une librairie de réalité augmentée « ARAM : Augmented Reality for Application on Medical field » basée sur l’extraction et l’identification des marqueurs fiduciaires en temps réel, qui est un facteur important pour les applications de RA. Dans cette librairie, plusieurs technologies et méthodes sont combinées afin de résoudre les divers problèmes liés à la précision et à la robustesse des algorithmes et les occultations. Cette librairie est en open source, contrairement à d’autres librairies de réalité augmentée.

Programme

  • mardi 8/7 à 09:30 | A.6.04 - 43.632729;3.864030

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