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Localização de capsula endoscópica utilizando informação visual
| Summary: | A utilidade das imagens capturadas num exame de endoscopia por cápsula endoscópica depende não só da informação contida na imagem como também da capacidade de localizar a mesma imagem no interior do sistema digestivo. É objectivo desta dissertação estimar a pose relativa de uma cápsula endoscópica multi-câmara panorâmica a partir das imagens utilizando métodos geométricos. A cápsula utilizada foi a CapsoCam SV2 da CapsoVision que possui quatro câmaras dispostas radialmente. O modelo da câmara generalizada e a restrição epipolar generalizada (REG)foram utilizados para estimar a pose relativa entre cada frame. Foi utilizado o algoritmo dos 17 pontos, a solução iterativa de Kneip e o algoritmo dos 17 pontos RANSAC para solucionar a REG. A integração das poses relativas permite criar um modelo do 3d do sistema digestivo onde cada fotografia pode ser localizada acrescentando uma dimensão extra ao exame médico.Uma parte substancial do trabalho foi dedicada ao desenvolvimento de dois simuladores distintos de um sistema multi-câmara análogo ao utilizado pela cápsula utilizada. O primeiro simulador pretende simular a projecção de pontos 3d definidos num sistema de coordenadas global no plano de imagem normalizado, desta forma a imagem consiste em pontos 2d em que a correspondência é conhecida à priori e não é necessário trabalhar com imagens RGB. A segunda simulação gera imagens RGB utilizando as propriedades do MATLAB de modo a aproximar os dados gerados com os dados reais obtidos com a cápsula.A configuração do sistema visual dos simuladores pode ser alterada facilmente. É possível adicionar ou remover câmaras e modificar os parâmetros intrínsecos e extrínsecos de cada câmara.Foi feita uma analise detalhada das imagens capturadas pela cápsula CapsoCam SV2 no que diz respeito à densidade de pontos de interesse (features), qualidade das correspondências entre features, redundâncias na imagem, continuidade de numero de features. Foram realizados realizados vários testes de laboratório fotografando vários padrões de xadrez com dimensões conhecidas com o objectivo de calibrar cada câmara separadamente. Os parâmetros intrínsecos de cada câmara foram estimados com o resultados pouco positivos. As poses relativas estimadas obtiveram erros de projecção muito grandes o que impossibilitou o cumprimento do objectivo. Contudo a analise realizada às imagens e os simuladores criados contribuíram muito para que num futuro próximo seja possível estimar a pose com uma precisão aceitável. |
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| Main Authors: | Mauricio, Emanuel Adelino Ferreira |
| Subject: | Cápsula endoscópica Sistema multi-câmara Câmara generalizada Simulação Restrição epipolar generalizada Endoscopic capsule Multi-camera system Generalized câmera model Simulation Genereralized epipolar constraint |
| Year: | 2018 |
| Country: | Portugal |
| Document type: | master thesis |
| Access type: | open access |
| Associated institution: | Universidade de Coimbra |
| Language: | Portuguese |
| Origin: | Estudo Geral - Universidade de Coimbra |
| Summary: | A utilidade das imagens capturadas num exame de endoscopia por cápsula endoscópica depende não só da informação contida na imagem como também da capacidade de localizar a mesma imagem no interior do sistema digestivo. É objectivo desta dissertação estimar a pose relativa de uma cápsula endoscópica multi-câmara panorâmica a partir das imagens utilizando métodos geométricos. A cápsula utilizada foi a CapsoCam SV2 da CapsoVision que possui quatro câmaras dispostas radialmente. O modelo da câmara generalizada e a restrição epipolar generalizada (REG)foram utilizados para estimar a pose relativa entre cada frame. Foi utilizado o algoritmo dos 17 pontos, a solução iterativa de Kneip e o algoritmo dos 17 pontos RANSAC para solucionar a REG. A integração das poses relativas permite criar um modelo do 3d do sistema digestivo onde cada fotografia pode ser localizada acrescentando uma dimensão extra ao exame médico.Uma parte substancial do trabalho foi dedicada ao desenvolvimento de dois simuladores distintos de um sistema multi-câmara análogo ao utilizado pela cápsula utilizada. O primeiro simulador pretende simular a projecção de pontos 3d definidos num sistema de coordenadas global no plano de imagem normalizado, desta forma a imagem consiste em pontos 2d em que a correspondência é conhecida à priori e não é necessário trabalhar com imagens RGB. A segunda simulação gera imagens RGB utilizando as propriedades do MATLAB de modo a aproximar os dados gerados com os dados reais obtidos com a cápsula.A configuração do sistema visual dos simuladores pode ser alterada facilmente. É possível adicionar ou remover câmaras e modificar os parâmetros intrínsecos e extrínsecos de cada câmara.Foi feita uma analise detalhada das imagens capturadas pela cápsula CapsoCam SV2 no que diz respeito à densidade de pontos de interesse (features), qualidade das correspondências entre features, redundâncias na imagem, continuidade de numero de features. Foram realizados realizados vários testes de laboratório fotografando vários padrões de xadrez com dimensões conhecidas com o objectivo de calibrar cada câmara separadamente. Os parâmetros intrínsecos de cada câmara foram estimados com o resultados pouco positivos. As poses relativas estimadas obtiveram erros de projecção muito grandes o que impossibilitou o cumprimento do objectivo. Contudo a analise realizada às imagens e os simuladores criados contribuíram muito para que num futuro próximo seja possível estimar a pose com uma precisão aceitável. |
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