Compétences requises

Modalités d’imagerie médicale, bases de traitement d’images, bases d’optimisation numérique.

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Bases of medical imaging principles, fundamentals of image processing, basics in numerical optimization.

Compétences visées

Ce cours a pour objectif de présenter les problèmes inverses et les méthodes de résolution pour retrouver la pose d’un objet connu ou inconnu par rapport à un système d’imagerie ou par rapport à d’autres objets. Ces problèmes se posent de façon importante dans le domaine de l’assistance aux gestes médico-chirurgicaux et en particulier en robotique médicale.

Le cours décrira les différents problèmes mathématiques à résoudre selon le type d’imagerie utilisée (imagerie 3D, imagerie à projection perspective ou à coupe), les solutions couramment utilisées et leurs défauts ainsi que les difficultés et singularités rencontrées. 

À l’issue de cet enseignement, l’étudiant aura conscience des problématiques de la mesure en imagerie médicale et connaîtra les méthodes de vision par ordinateur permettant de faire de la mesure 3D à partir d’imageurs médicaux.

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The goals of this lecture are to present inverse problems and solving methods for estimating the pose of a known or unknown object with respect to an imaging device or with respect to other objects. These problems arise frequently in the field of assistance to medical and surgical procedures and importantly in medical robotics.

The lecture describes several mathematical problems to be solved, depending on the kind of imaging devices available (3D images, perspective projection images or slices), the available solving methods, their defaults, issues and singularities. 

After this lecture, the student will be able to understand the problematic of metric measurements form medical images and he/she will know the computer vision methods allowing to solve such problems.

Syllabus

Introduction aux problèmes de mesure dans l’assistance aux gestes médicaux
Modèles géométriques des systèmes d’imagerie
Mesures et étalonnage en imagerie 3D
Reconstruction de pose en imagerie perspective : méthodes analytiques et numériques
Reconstruction de pose en imagerie à coupe
Stéréoscopie, vision active et structure from motion
Effets des bruits de mesure
Détermination de poses relatives d’objets

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Introduction to measurement problems in assistance to medical procedures
Geometrical modeling of imaging devices
Measure and calibration with 3D images
Pose estimation for perspective projection: closed-form solutions and numerical solutions
Pose estimation from a single slice
Stereoscopy, active vision, structure from motion
Propagation of measurement noise
Computing relative poses of objects

Contacts

Responsable(s) de l'enseignement

• Florent Nageotte