Contribution au mosaïquage d'images endoscopiques d'organes creux pour l'aide au diagnostic du cancer en phase précoce

Cette these est une contribution au developpement d'une methode de cartographie des parois internes d'organes creux a partir de sequences d'images video-endoscopiques, applicable pour la localisation de lesions cancereuses au sein de ces cavites (vessie notamment). Cette approche doit permettre aux specialistes de mieux cibler les biopsies pour augmenter ainsi la sensibilite de la detection. Les cartes ainsi realisees faciliteront les controles et compte-rendus post-operatoires. La premiere partie de cette these est consacree aux principes physiques et instrumentaux permettant la detection des lesions precancereuses par la technique d'imagerie multi-bande par autofluorescence. Cette technique se base sur le fait que le spectre d'autofluorescence emis par un tissu sain lors d'une excitation appropriee est different de celui emis par un tissu cancereux. Pour cette technique, deux images de la meme zone a examiner sont acquises. Une image obtenue en faisant le rapport pixel a pixel des intensites des deux images acquises met en evidence les lesions precancereuses. Une interface logicielle specifique a ete developpee pour la commande du systeme opto-mecanique d'acquisition des images d'autotluorescence a deux longueurs d'onde differentes et la visualisation des images dans differents modes operatoires: en lumiere blanche, d'autotluorescence et/ou composite (rapport d'intensite des images). La seconde partie de cette these presente la methode developpee pour la construction d'une carte de la zone examinee a partir d'une sequence d'images. Nous avons implemente un modele de transformation projective. Un algorithme de recalage d'image de niveaux de gris base sur l'information mutuelle et le gradient descendant stochastique a ete mis en œuvre pour estimer les parametres des transformations perspectives liant geometriquement les paires d'images consecutives de la sequence. Ces transformations autorisent la construction de la carte par une methode de mosaiquage sequentiel. Des methodes de correction des defauts des images endoscopiques (deformation de barillet, pattern de fibre de fibroscopes, etc. ) et de diminution des erreurs de recalage cumulees au niveau des transformations perspectives sont egalement employees. Les resultats obtenus sur images tests de paroi de vessie de porc ont permis de valider la robustesse de notre methode de recalage automatique mais avec des temps de calcul qui restent importants. La precision obtenue apres correction de l'erreur accumulee est de quelques pixels. La methode de recalage developpee a egalement permis de proposer une procedure simplifiee de calibrage d'endoscope.