Localisation pédestre : Synthèse bibliographique et illustration d'une approche par vision monoculaire embarquée

National audienceLocate our position is one of the tasks we naturally do with our view and our memory. However, ensuring this task in an artificial way is still a challenge for the whole community of computer vision. This paper presents a detailed literature review of pedestrian localization systems and their technologies. In the context of the visually impaired pedestrian navigation assistance, we also present an innovative solution based on the vision localization for both outdoor and indoor navigation. This new solution is established based on the independence of any collective equipment.Se localiser est une des tâches que nous faisons naturellement grâce à notre vue et notre mémoire. Cependant, l'assurer artificiellement demeure un défi pour toute la communauté de la vision par ordinateur. Cette communication présente une revue de la littérature détaillée des systèmes de localisation pédestre et de ses technologies. Dans le contexte de l'assistance à la navigation pédestre des déficients visuels, nous proposons aussi une solution innovante, pour un fonctionnement efficace aussi bien en extérieur qu'en intérieur, fondée sur l'indépendance vis-à-vis de l'équipement collectif

Smartphone-based Thermal Imaging System for Diabetic Foot Ulcer Assessment

International audienceThis research work is part of the STANDUP project http://www.standupproject.eu/ dedicated to improve diabetic foot ulcer prevention and treatment of the plantar foot surface using smartphone-embedded thermal imaging system. The aim of this preliminary work is to build an ulcer assessment tool based on a smartphone and an IR thermal camera. The proposed system represents a practical tool for accurate DFU healing assessment, combining color and thermal information in a single user-friendly system. To ensure robust tissue identification, an annotation software was developed based on SLIC superpixel segmentation algorithm. The tool thus developed allows clinicians to achieve objective and accurate tissue identification and annotation. The proposed system could serve as an intelligent telemedicine system to be deployed by clinicians at hospitals and healthcare centers for more accurate diagnosis of diabetic foot ulcers

Semi-automatic registration of 3D orthodontics models from photographs

International audienceIn orthodontics, a common practice used to diagnose and plan the treatment is the dental cast. After digitization by a CT-scan or a laser scanner, the obtained 3D surface models can feed orthodontics numerical tools for computer-aided diagnosis and treatment planning. One of the pre-processing critical steps is the 3D registration of dental arches to obtain the occlusion of these numerical models. For this task, we propose a vision based method to automatically compute the registration based on photos of patient mouth. From a set of matched singular points between two photos and the dental 3D models, the rigid transformation to apply to the mandible to be in contact with the maxillary may be computed by minimizing the reprojection errors. During a precedent study, we established the feasibility of this visual registration approach with a manual selection of singular points. This paper addresses the issue of automatic point detection. Based on a priori knowledge, histogram thresholding and edge detection are used to extract specific points in 2D images. Concurrently, curvatures information detects 3D corresponding points. To improve the quality of the final registration, we also introduce a combined optimization of the projection matrix with the 2D/3D point positions. These new developments are evaluated on real data by considering the reprojection errors and the deviation angles after registration in respect to the manual reference occlusion realized by a specialist. © (2013) COPYRIGHT Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). Downloading of the abstract is permitted for personal use only

Comparaison de méthodes de recalage visuel de modèles 3D pour l'orthodontie

National audienceIn this paper, we compare two vision registration methods of 3D models to develop a main tool for orthodontics based on the virtual occlusion of two dental casts. For that purpose, we process photos of the patient mouth and match points between pictures and dental geometrical models. From a set of 2D/3D matches of the two arcades, we calculate the projection matrix, and after we do the registration of the mandible under the maxillary through a rigid transformation. Two methods with or without the knowledge of camera intrinsic parameters are compared. Minimizing the reprojection errors, we perform the registration of the mandible. Tests are carried out on virtual data and real images. Using a virtual case, assumed as perfect, we evaluate the robustness against noise and the increase of performance using several views. Projection matrices and registration are evaluated, respectively, by reprojection errors and the recorded differences on the 6 parameters of rigid transformation compared with the reference pose.Dans cet article, nous comparons des méthodes de recalage de modèles 3D par vision pour développer un outil essentiel en orthodontie : la mise en occlusion virtuelle des deux moulages des mâchoires. Pour cela, on utilise des photos de la bouche du patient et des points mis en correspondance entre les images et les modèles dentaires surfaciques. A partir d'un ensemble de correspondances 2D/3D disponibles établies sur les deux arcades, on calcule la matrice de projection, puis on effectue le recalage de la mandibule sous le maxillaire en estimant une transformation rigide. Deux approches sont comparées selon que l'on dispose ou non de la connaissance des paramètres intrinsèques de la caméra. Le recalage de la mandibule est ensuite estimé en minimisant l'erreur de reprojection. Les tests sont effectués sur des données virtuelles puis des images réelles. A partir d'un cas virtuel " parfait ", nous évaluons la dégradation des performances avec l'ajout de bruit et l'intérêt de combiner plusieurs vues. Les matrices de projections estimées sont évaluées par les erreurs de reprojection et les recalages par les écarts constatés sur les 6 paramètres de la transformation rigide par rapport à un positionnement de référence

An optimized algorithm of image stitching in the case of a multi-modal probe for monitoring the evolution of scars

International audienceWe propose a new system that makes possible to monitor the evolution of scars after the excision of a tumorous dermatosis. The hardware part of this system is composed of a new optical innovative probe with which two types of images can be acquired simultaneously: an anatomic image acquired under a white light and a functional one based on autofluorescence from the protoporphyrin within the cancer cells. For technical reasons related to the maximum size of the area covered by the probe, acquired images are too small to cover the whole scar. That is why a sequence of overlapping images is taken in order to cover the required area. The main goal of this paper is to describe the creation of two panoramic images (anatomic and functional). Fluorescence images do not have enough salient information for matching the images; stitching algorithms are applied over each couple of successive white light images to produce an anatomic panorama of the entire scar. The same transformations obtained from this step are used to register and stitch the functional images. Several experiments have been implemented using different stitching algorithms (SIFT, ASIFT and SURF), with various transformation parameters (angles of rotation, projection, scaling, etc...) and different types of skin images. We present the results of these experiments that propose the best solution. Thus, clinician has two panoramic images superimposed and usable for diagnostic support. A collaborative layer is added to the system to allow sharing panoramas among several practitioners over different places

Approche de suivi d'objet par courbes de niveau

- Beaucoup d'approches ont été développées pour résoudre le problème de suivi de cible, dont l'approche statistique basée sur la méthode des courbes de niveau. Deux des principaux problèmes de suivi de cible en temps réel sont le coût de calcul, et la robustesse de l'algorithme pour le suivi des objets déformables. Dans cet article nous présentons deux techniques pour résoudre ces deux problèmes. La première est une méthode rapide pour diminuer le coût de calcul de l'algorithme standard, basée sur l'utilisation du signe de la fonction de vitesse au lieu d'employer sa valeur, et l'utilisation d'une zone spécifique près de la courbe de niveau zéro. La deuxième technique c 'est quand nous calculons la force statistique en chaque point, nous considérons l'effet moyen des points voisins au lieu de l'effet du seul point traité

Adjustment of parameters in an image processing chain by an experimental 2k-p factorial designs

Industrial image processing applications often make use of numerous parameters that are difficult to adjust. Experimental designs offer a good way to draw a maximum of results while significantly reducing the cost closely linked with the number of tries to realize. This paper presents an example of this experimental methodology applied to a vision system designed for measuring the neck ratio of a sugar beet batch. The result supplied by the image processing chain depends on about ten principal parameters and requires processing time during several minutes. The method used is an experimental factorial designs 26-2 with maximum resolution and minimum aberration. The properties of experimental design show in this case all their advantages, as well for reducing of number of tries, than for detecting the parameter influence. Thus, the statistical analysis of the results of the experimental design applied to large series of real images reveals that only one parameter has a relevant influence on the calculated neck ratio and allows to find an optimal configuration of the processing chain.Dans les applications industrielles, les nombreux paramètres mis en oeuvre dans une chaîne de traitements d'images s'avèrent souvent délicats à régler. Les plans d'expériences offrent un excellent moyen de tirer le maximum de résultats tout en réduisant considérablement la notion de coût liée au nombre d'essais à réaliser. Nous présentons ici un exemple d'application dans le cadre d'un système de vision qui permet la mesure du taux de collet d'un lot de betteraves. La mesure effectuée dépend d'une dizaine de facteurs et nécessite plusieurs minutes. La technique appliquée ici est constituée par un plan factoriel fractionnaire 26-2 de résolution maximum et d'aberration minimum. Les propriétés des plans d'expériences montrent ici tous leurs avantages, aussi bien du point de vue de la réduction du nombre d'essais que de la détection de l'influence des paramètres. Ainsi, le traitement statistique des résultats du plan d'expériences sur un ensemble important d'images révèle qu'un seul facteur s'avère réellement pertinent et permet alors de trouver une configuration optimale de la chaîne de traitements

Mise en correspondance semi-dense de points de vue éloignés et non calibrés

Cet article propose une méthode générale de mise en correspondance semi-dense d'une paire d'images couleur prises de points de vue éloignés et non calibrés. Après une initialisation de la géométrie épipolaire et des appariements par le descripteur d'images SIFT, la contrainte épipolaire est récursivement resserrée en vue d'affiner la mise en correspondance. En fin du processus itératif, une étape de densification par corrélation affine permet d'obtenir entre 1733 et 10717 appariements entre deux images de résolution comprise entre 800x600 et 1024x768. Le processus complet s'exécute en environ 2 minutes sur un ordinateur de type Pentium IV à 3GHz, sans optimisation particulière

Modèle harmonique de surface déformable périodiquement application à l'échocardiographie

L'étude décrit une technique de reconstruction spatio-temporelle d'un objet périodiquement déformable à partir d'un ensemble de coupes planes. L'échantillonnage de la surface de l'objet est représentée par un ensemble de surfaces périodiques discrètes. Lorsque le capteur est en mouvement, les données sont localisées sur des droites particulières de ces surfaces. L'analyse harmonique conjointe des données 1D et des surfaces 2D a conduit à l'élaboration d'un modèle spatio-temporel (MHSDP). Les paramètres du modèle sont calculés de façon analytique et permettent la restitution complète des surfaces. Cette approche est notamment appliquée à la restitution du ventricule gauche (VG) du coeur en échocardiographie