Дисертації з теми "Stéréovison"
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Schemali, Leila. "Interaction, édition et visualisation stéréoscopiques." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2015. http://www.theses.fr/2015ENST0007.
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La stéréoscopie s’est développée depuis plus de 150 ans à travers la photographie,les films, la réalité virtuelle et la visualisation scientifique. L’affichage de données stéréoscopiques estaujourd’hui de bien meilleure qualité et le contenu ainsi que les écrans stéréoscopiques sont accessiblesà un large public. De plus, la stéréoscopie est un élément essentiel dans la compréhension d’un modèle3D, notamment dans le cadre de l’enseignement ou de la visualisation de modèles médicaux. Elle permetégalement d’appuyer le message véhiculé par une image. Utilisée à des fins artistiques, la stéréoscopiejoue un rôle émotionnel important.Cependant, la quantité de profondeur perçue dans une image stéréo est limitée par les technologiesd’affichages ainsi que par le système visuel humain. Il est alors toujours malaisé de créer du contenustéréoscopique assurant le confort du spectateur et utilisant de manière appropriée cette dimensionadditionnelle. Pour palier à cette difficulté, de multiples méthodes ont été développées, en particulierpour améliorer l’acquisition d’images stéréoscopiques, mais un grand nombre d’interventions manuellessubsistent lors du processus de création. De plus, la manipulation de contenu stéréoscopique nécessitel’utilisation d’outils adaptés, qui sont encore à définir. Enfin, de multiples méthodes d’affichagesstéréoscopiques existent aujourd’hui, certaines mieux adaptées à des conditions de visualisations qued’autres.C’est dans ce cadre que s’inscrit cette thèse, dont les contributions sont la définition d’un modèled’interaction utilisateur stéréoscopique adapté à un environnement de bureau, une méthode d’édition deprofondeur d’images stéréoscopiques assurant un confort visuel du spectateur et une nouvelle utilisationd’une méthode d’affichage stéréoscopique ne nécessitant qu’une image, la chromo-stéréoscopieStereoscopy has developed since 1838 through photography, movies, virtual reality andscientific visualization. Stereoscopic displays have increased in quality since the first stereoscope andstereoscopic content is now widely available. Furthermore, the understanding of 3D models is greatlyeased by stereoscopy, in particular for educational purposes or medical data visualization. The messageconveyed by an image is also further held by stereoscopy. Used in an artistic way, stereoscopy can bean important emotional vector.However, the depth interval of a stereoscopic image is limited by the displays technologies as well asthe human visual system. It is thus still difficult to create stereoscopic content ensuring a comfortableexperience to the viewer while using stereoscopy appropriately. To overcome this limitation, severalmethods have been developed, in particular to ease stereo image acquisition, but a great amount ofmanual work still remains. Moreover, stereoscopic content manipulation requires specific tools, whichare still to define. Finally, many stereoscopic display methods are available, with some more appropriateto specific viewing conditions than others.This thesis was conducted in this context, with the following contributions : the definition of a stereoscopicuser interaction model designed for a desktop environment, a new depth editing method ensuringthe viewer’s comfort and a new way to create single-image stereo using chromo-stereoscopy
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Niquin, Cédric. "Reconstruction du relief et mixage réel/virtuel par caméras relief multi-points de vues." Thesis, Reims, 2011. http://www.theses.fr/2011REIMS006/document.
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L'affichage en relief, avec ou sans lunettes, est de plus en plus populaire. Les écrans auto-stéréoscopiques comportent un nombre d'images compris, à ce jour, entre 2 et 9. La création, la transmission ou encore la diffusion d'un tel nombre d'images correspondent à autant de verrous scientifiques. En effet la transmission des images impose le développement de méthodes de compression qui exploitent la redondance d'information entre les vues. La diffusion nécessite qu'un même contenu puisse être visible sur un maximum d'écrans, ce qui n'est possible en pratique que grâce à des méthodes de synthèse de vues intermédiaires. Enfin le contexte multi-vues ouvre à de nouvelles perspectives en réalité augmentée, comme la projection d'ombres et l'occultation entre contenu réel et virtuel. Tous ces exemples ont pour point commun de pouvoir être obtenus par le calcul des profondeurs de la scène. Les méthodes de stéréovision sont donc incontournables, mais, génériques, elles ne sont adaptées ni au contexte multi-vues, ni aux besoins des applications citées précédemment. Nous proposons dans ce mémoire un pipeline de reconstruction des profondeurs dédié au contexte multi-vues. Au travers d'une nouvelle expression de la mise en correspondance multi-vues, qui consiste à regrouper les pixels représentant un même point de la scène en " match " et ainsi former un partitionnement de l'ensemble des pixels, notre pipeline tire profit de la redondance des informations afin d'obtenir une estimation robuste des profondeurs. Cette expression définit exactement les redondances et occlusions de la scène, ce qui lève une grande partie des ambiguïtés lors de la compression des images et de la synthèse de vues intermédiaires. Nous présentons également une nouvelle contrainte, intégrée à notre pipeline, qui assure la cohérence géométrique des profondeurs reconstruites. Cette contrainte, essentielle pour un mélange entre réel et virtuel cohérent, s'avère également très utile pour les méthodes de synthèse de vues intermédiaires. Notre pipeline est composé de quatre modules : " génération du nuage de points ", " reconstruction de la surface ", " affinement des profondeurs " et " suivi temporel ". Mis à part le premier module cité, les autres sont facultatifs, et leur utilisation dépend des besoins et des applications visées. Ainsi, les résultats de notre pipeline sont les cartes de profondeurs, un nuage de points, ou un maillage représentant la scène.Afin de prouver la faisabilité du pipeline, nous présentons deux implémentations de celui-ci.La première, dite locale, se base sur des méthodes rapides afin de reconstruire la scène en temps réel. La seconde implémentation vise une application en post-production et génère des profondeurs de meilleure qualité, au détriment de temps de calcul plus longs. Nous démontrons également la pertinence de notre pipeline en proposant de nouvelles méthodes de compression d'images multi-vues, de synthèse de vues intermédiaires et de réalité augmentée multi-vuesThe display in 3D, with or without glasses, becomes more and more popular. The auto-stereoscopic displays contain between 2 and 9 images. The creation, transmission or display of such images correspond to scientific obstacles. Indeed the transmission of the images needs compression methods that exploit information redundancy between frames. The display requires that the same content can be viewed on all screens, which is possible only by using methods of intermediate views rendering. Finally the context of multi-view brings new perspectives in augmented reality, like the projection of shadows and occlusion between real and virtual content. All these applications can be obtained by computing the depths of the scene. Stereovision methods allow depth estimation, but are generic and not well suited to the context of multi-view images or the application mentioned above. We propose in this thesis a pipeline dedicated to the depth reconstruction of a scene in a multi-view context.Through a new expression of the multi-view matching, which involves grouping the pixels representing the same point of the scene in "match" and thus form a partitioning of all pixels, our pipeline finds information redundancies in order to obtain a robust estimation of depths. This expression defines exactly occlusions in the scene, which raises much of the ambiguity in image compression and intermediate views rendering. We also present a new constraint, integrated in our pipeline, which ensures the geometric consistency of the reconstructed depths. This constraint is essential for a consistent mix between virtual and real objects, and is also very useful for intermediate views rendering. Our pipeline consists of four modules : " point cloud generation ", "surface reconstruction ", depth refinement " and " time tracking ".Apart from the first module city, others are optional and their use depends on needs and target applications. Thus, the results of our pipeline are depth maps, a point cloud or a mesh representing the scene. As a proof of the pipeline, we present two implementations of it. The first, called local, is based on fast algorithms to reconstruct the scene in real time. The second implementation is dedicated to post-production applications and generates better quality depth at the expense of longer computation time. We also demonstrate the relevance of our pipeline by providing new methods of multi-view image compression, intermediate views rendering and augmented reality
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Delherm, Catherine. "Reconstruction volumique dense par stéréovision axiale." Clermont-Ferrand 2, 1995. http://www.theses.fr/1995CLF21754.
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Cette these presente une etude sur la reconstruction volumique dense a partir d'une sequence d'images acquises a l'aide d'une camera immobile equipee d'un objectif a focale variable, ou zoom. La translation virtuelle, engendree par un tel systeme, du centre optique le long de l'axe optique, permet de classer la vision par zoom dans le domaine de la stereovision axiale. L'algorithme de modelisation ne necessite aucun modele explicite de calibrage et met en uvre plusieurs images de grilles regulieres et precises formant un espace metrique. Une transformation locale permet d'etablir une relation entre l'image distordue d'une grille detectee sur la matrice ccd et une grille reelle situee devant la camera. Cette relation prend automatiquement en compte les phenomenes de distorsion optique. Une etude statistique portant sur la reconstruction d'une grille parfaitement connue prouve qu'il est possible de retrouver l'information tridimensionnelle a partir d'une sequence d'images de zoom meme si ces donnees sont proches de l'axe optique. Nous presentons egalement une methode de mise en correspondance de points entre les differentes images de la sequence, permettant ainsi d'envisager une reconstruction dense de tout type d'objets sous la forme d'un nuage de points 3d. L'algorithme, base sur une technique de correlation surfacique, se scinde en deux etapes. La premiere etape dite correlation simple permet d'apparier les points homologues de la sequence avec une precision egale au pixel, par une technique multi-resolutions. La seconde etape consiste, a partir des donnees fournies par la premiere etape, a affiner la recherche des points apparies par une correlation sous-pixel. La mise en correspondance etant etablie, l'agorithme de modelisation permet de reconstruire les points 3d dans l'espace metrique des grilles. Une experimentation sur differents types d'objets reels permet de valider la methode globale et montre qu'il est possible d'inferer des informations tridimensionnelles denses a partir d'une camera immobile equipee d'un zoom
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Brandou, Vincent. "Stéréovision locale et reconstruction 3D/4D." Nice, 2008. http://www.theses.fr/2008NICE4093.
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L’objectif de cette thèse est de proposer une méthodologie complète de reconstruction 3D d’objets sous-marins naturels, améliorée par une nouvelle méthode d’acquisition afin de permettre des mesures quantitatives. Il a d’abord fallu prendre en compte les différents problèmes liés au milieu sous-marin profond ; la contrainte principale est que le système utilisé pour faire l’acquisition des images doit être contrôlé à des profondeurs très importantes, jusqu’à 6000 mètres, à l’aide d’un véhicule positionné sur le fond. Ainsi, une méthode permettant l’acquisition automatique d’images a été développée, adaptée à tout type d’objet sous-marin de faible échelle (environ 1m3). L’acquisition d’image est réalisée avec un système de stéréovision contrÔlé par un bras manipulateur. La méthode que nous proposons permet de connaître les paramètres extrinsèques des caméras du système de vision, par le suivi d’une trajectoire définie par la géométrie de la tête stéréo. Ainsi, la trajectoire est générée par le déplacement d’une caméra sur la position de l’autre caméra par asservissement visuel. Avec cette méthode, nous pouvons enregistrer des images à intervalles réguliers directement liés à la géométrie de la tête stéréo. Ensuite, le modèle 3D de l’objet sous-marin est calculé à partir des images collectées et des paramètres des caméras. Le résultat final est une reconstruction 3D dense avec un plaquage de texture, qui permet de faire des mesures métriques. Mots-clés: métrologie 3D, vision par ordinateur, stéréovision, asservissement visuel, trajectoire d’acquisition, reconstruction 3DThe aim of this study is to propose a complete 3-dimension reconstruction method of natural submarine objects improved by a new acquisition method for quantitative measures, which can be used in operational conditions. First, it was necessary to take into account the various problems connected with the deep sea environment ; the main constraint is that the system used to collect images must be manipulated at very important depths, up to 6000 meters by an underwater vehicle positioned on the sea floor. Thus, a method allowing the automatic acquisition of images was developed, adapted to any type of small-scale submarine object (approximately 1m 3). The image acquisition is performed with a stereovision system operated by a manipulator arm. The method that we propose enables us to know extrinsic camera parameters by following a specific trajectory defined by the geometry of a stereo rig. Indeed, the trajectory is generated by the displacement of one camera onto the position of the other one by visual servoing. With this method, we can register images at regular intervals directly linked to the geometry of the stereo rig. Then, the 3D model of the underwater object is calculated from the collected images and camera parameters. The final result is a dense 3D reconstruction with texture mapping that enables metric measures. Keywords: 3D metrology, computer vision, stereovision system, visual servoing, camera trajectory, 3D reconstruction
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Perrollaz, Mathias. "Détection d'obstacles multi-capteurs supervisée par stéréovision." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00656864.
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Parmi les nouvelles technologies envisagées pour le développement d'aides à la conduite innovantes, la détection d'obstacles tient une place importante. Elle permet en effet d'anticiper d'éventuelles collisions, pour un gain réel en sécurité. Cette thèse propose d'aborder le thème de la détection d'obstacles par une approche multi-capteurs qui se veut robuste et générique, grâce au rôle central conféré à la stéréovision. Dans la méthodologie proposée, les différents capteurs (capteur stéréoscopique, télémètre laser, capteur d'identification optique) fournissent des hypothèses de détection sous la forme de volumes d'intérêt dans l'espace de disparité lié aux images stéréoscopiques. Un traitement localisé dans chacune de ces régions permet ensuite de valider et de caractériser ces hypothèses. Nous proposons dans cette thèse la description de cette méthodologie, trois méthodes de création d'hypothèses de détection et des critères pour la validation de celles-ci. Par ailleurs, des aspects pragmatiques liés à la mise en oeuvre de cette approche sont abordés, comme les choix algorithmiques permettant l'obtention en temps réel de données exploitables pour la stéréovision et l'évaluation des méthodes proposées. Enfin, nous présentons trois applications fonctionnant dans des véhicules expérimentaux et anticipant sur de futures aides à la conduite.
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Lavest, Jean-Marc. "Stéréovision axiale par zoom pour la robotique." Clermont-Ferrand 2, 1992. http://www.theses.fr/1992CLF21445.
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Les travaux presentes dans ce memoire s'inscrivent dans le cadre de la modelisation en vision artificielle. Ils ont pour but d'etudier les possibilites offertes par un zoom, d'inferer des informations tridimensionnelles. L'etude des phenomenes physiques se produisant lors d'un changement de distance focale, montre que le processus de reconstruction mis en uvre par un objectif a focale variable, s'apparente a celui de la stereovision axiale. La modelisation d'un objectif aussi complexe fait apparaitre que le modele stenope n'est pas apte a apprehender les transformations optiques d'un zoom, sans avoir prealablement pris quelques precautions et qu'il est necessaire de recourir au modele optique epais pour comprendre les phenomenes mis en jeu. L'utilisation du modele stenope comme base de projection perspective ne sera valable que si la distance entre l'objet et le plan image n'est plus consideree comme fixe. La prise en compte des facteurs de distorsion introduits par le systeme de prise de vues est une etape indispensable pour obtenir des resultats coherents. L'aspect experimental de ce memoire aborde deux types de reconstruction a partir d'un zoom. Toutes deux sont issues de sequence d'images reelles. La premiere concerne les objets de revolution. Une methode originale basee sur la resolution du probleme de projection perspective inverse, conduit a des resultats satisfaisants, puisque l'erreur moyenne de reconstruction est inferieure a 2%. La seconde concerne, pour sa part, les objets polyedriques. Deux approches de reconstruction sont egalement proposees. La premiere utilise une methode de calibrage classique du systeme de prise de vues tandis que la seconde met en uvre un developpement original base sur la conservation du rapport anharmonique
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Wang, Yun. "Stéréovision robotique : algorythmes de mise en correspondance." Paris 12, 1987. http://www.theses.fr/1987PA120006.
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Zimmer, Jean-Philippe. "Modélisation de visage en temps réel par stéréovision." Dijon, 2001. http://www.theses.fr/2001DIJOS033.
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La perception de la troisième dimension est rendue possible par différents signaux monoculaires et par la vision binoculaire. L'intérêt pour la vision binoculaire provient de l'emploi croissant de la troisième dimension dans les domaines de vision par ordinateurs, de réalité virtuelle, de l'infographie ou de la robotique. Les traitements se basent souvent sur la stéréovision, technique qui consiste à reconstruire des données en trois dimensions à partir d'acquisitions d'au moins deux prises de vues. Le but principal de ces traitements est de mettre en correspondance les points dans les deux images. Dans le chapitre 1, nous passons en revue les mécanismes de perception de la profondeur grâce à la stéréovision. Nous abordons la notion de disparité et nous l'estimons grâce à des critères géométriques. Ces critères nous permettent de déterminer un réglage optimum du capteur stéréoscopique. Nous montrons que le gradient de disparité peut être utilisé pour la reconnaissance de visages. Nous étudions, dans le chapitre 2, les méthodes qui conduisent au calibrage des caméras. On peut ajouter à cette étape un traitement de rectification des images. Cela permet de mettre en correspondance les lignes des images du couple stéréo, et de travailler dans une dimension seulement. Le chapitre 3 aborde la partie traitement numérique qui permet la recherche des points en correspondance ou points homologues. Nous passons en revue les principales méthodes développées pour la constitution de cartes de profondeur denses. Des tests comparatifs sont réalisés avec une série de visages. Nous en déduisons la méthode appropriée pour une modélisation de visages temps-réel. Nous proposons dans le chapitre 4, une implantation temps-réel, basée sur une approche hybride permettant d'envisager un traitement embarqué. Une version optimisée de l'algorithme de mise en correspondance est proposée. Enfin, nous détaillons les structures matérielles pour réaliser la chaîne algorithmique en temps-réel.
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Adelbaset, Ahmed Yaser. "Algorithmes de mise en correspondance en stéréovision passive." Rennes 1, 2001. http://www.theses.fr/2001REN10013.
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Principalement, notre but dans cette thèse est de présenter de nouvelles idées afin de réduire au minimum la complexité des algorithmes de la mise en correspondance stéréo. L'idée principale de notre algorithme est de décomposer le problème initial en problèmes indépendant, plus élémentaires et qui peuvent être résolus rapidement sans faire appel à des méthodes mathématiques compliquées. Pour réaliser cela, nous avons utilisé deux nouvelles propriétés d'images, appelées propriété de continuité et propriété de discontinuité, au lieu d'utiliser des propriétés classiques telles que le contour, les coins. . . Ces propriétés peuvent être extraites par un processus assez simple ne nécessitant aucune méthode de recherche. Ainsi, nous les utilisons pour représenter des lignes épipolaires par une nouvelle méthode.
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Alami, Mohammed. "Stéréovision passive avec modélisation curviligne pour la robotique." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112354.
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Cette thèse comporte la conception et la mise en oeuvre d'une méthode pour la détermination 3D des bords apparents d'un objet tridimensionnel dans une région de l'espace. Les pièces traitées sont des objets opaques. Une des phases de prétraitement de l'image en vue de la reconnaissance, est l'approximation de l'image de contours par des courbes. La méthode que nous avons proposée est basée sur une approximation par des arcs de cercle. Les arcs de cercle permettent d'augmenter la précision de l'approximation (par rapport à l'approximation par des segments de droite), tout en permettant aussi une réduction de la quantité globale des données. Cette méthode peut être appliquée aussi bien à des objets dont l'enveloppe est polyédrique ou non polyédrique. La méthode que nous avons développée pour la détermination 3D des bords apparents des objets peut être classée parmi les techniques de stéréovision (K2D) et elle utilise deux images prises par deux caméras. Il est bien connu que la difficulté majeure en stéréovision est la mise en correspondance des images produites par les deux caméras. Nous avons utilisé les arcs de cercle comme caractéristiques pour la mise en correspondance. Dans le cas des objets non polyédriques, on ne peut pas s'attendre à une correspondance un à un entre les entités des deux images. La correspondance entre deux arcs de cercle est donc partielle. On considère chaque image comme un graphe dont les arêtes correspondent aux arcs de cercle. Ces graphes sont divisés en composantes connexes. Le traitement s'effectue en faisant l'appariement des composantes connexes. La méthode s'avère efficace tant pour des scènes d'environnement robotique que s'il s'agit d'objets appartenant à d'autres gammes de produits. Les appariements sont corrects dans une proportion supérieure à 95%, pour des temps de calcul qui permettent d'envisager son implémentation pour la robotique en temps réelThis thesis presents a method and its implementation for the Localization of 3D features of objects in tridimensionnal space. The handled parts are opaque. First, the segmented image of a scene is approximated by curves. Our method is based upon the use of circle arcs. This approach increases the precision of the approximation over the classical method using Line segments; furthermore the amount of data is decreased and it is best fitted for non-polyhedrical objects as well as for polyhedrical ones. Localization of 3D features is built around a stereovision method (K2D) that we have developed. For this purpose, we need two images of the scene taken from different points. Using circle arcs primitives improves the overall matching process. An image is considered as a set of "connected components' of circle arcs. We cannot expect one-to-one fitting between features of two images for non-polyhedral objects. So, the matching must be done between parts of circle arcs. We treat each image as a graph whose arcs are the circle arcs. These graphs are divided in connected components. The processing is done by matching the connected components. The method has been tested on industrical parts images as well as common life objects. Matchings are good over 95%, and the computational time encourages us to seek for real time implementation
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Dujardin, Aymeric. "Détection d’obstacles par stéréovision en environnement non structuré." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMIR09.
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Les robots et véhicules autonomes représentent le futur des modes de déplacements et de production. Les enjeux de l’avenir reposent sur la robustesse de leurs perceptions et flexibilité face aux environnements changeant et situations inattendues. Les capteurs stéréoscopiques sont des capteurs passifs qui permettent d'obtenir à la fois image et information 3D de la scène à la manière de la vision humaine. Dans ces travaux nous avons développé un système de localisation, par odométrie visuelle permettant de déterminer la position dans l'espace du capteur de façon efficace et performante en tirant partie de la carte de profondeur dense mais également associé à un système de SLAM, rendant la localisation robuste aux perturbations et aux décalages potentiels. Nous avons également développé plusieurs solutions de cartographie et interprétation d’obstacles, à la fois pour le véhicule aérien et terrestre. Ces travaux sont en partie intégrés dans des produits commerciauxAutonomous vehicles and robots represent the future of transportation and production industries. The challenge ahead will come from the robustness of perception and flexibility from unexpected situations and changing environments. Stereoscopic cameras are passive sensors that provide color images and depth information of the scene by correlating 2 images like the human vision. In this work, we developed a localization system, by visual odometry that can determine efficiently the position in space of the sensor by exploiting the dense depth map. It is also combined with a SLAM system that enables robust localization against disturbances and potentials drifts. Additionally, we developed a few mapping and obstacles detections solutions, both for aerial and terrestrial vehicles. These algorithms are now partly integrated into commercial products
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Damien, Eynard. "Capteur de stéréovision hybride pour la navigation des drones." Phd thesis, Université de Picardie Jules Verne, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00652615.
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La connaissance de l'attitude, de l'altitude, de la segmentation du sol et du mouvement est essentielle pour la navigation d'un drone, en particulier durant les phases critiques de décollage et d'atterrissage. Dans ce travail de thèse, nous présentons un système stéréoscopique hybride composé d'une caméra fisheye et d'une caméra perspective pour estimer les paramètres de navigation d'un drone. À partir de ce capteur, une approche systémique est proposée. Contrairement aux méthodes classiques de stéréovision basées sur l'appariement de primitives, nous proposons des méthodes qui évitent toute mise en correspondance entre les vues hybrides. Une technique de plane-sweeping est suggérée pour déterminer l'altitude et détecter le plan du sol. La rotation et la translation du mouvement sont ensuite découplés : la vue fisheye contribue à évaluer l'attitude et l'orientation tandis que la vue perspective contribue à apporter l'échelle métrique de la translation. Le mouvement peut ainsi être estimé de façon robuste et à l'échelle métrique grâce à la connaissance de l'altitude. Cette méthode repose sur l'algorithme des 2-points complété par un filtre de Kalman. Nous proposons des approches robustes, temps réel et précises, exclusivement basées sur la vision avec une implémentation C++. Bien que cette approche évite l'utilisation de capteurs autres que les caméras, ce système peut également être appuyé par une centrale inertielle.
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Gargallo, i. Piracés Pau. "Contributions à l’approche bayésienne pour la stéréovision multi-vues." Grenoble INPG, 2008. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00279825.
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La stéréovision multi-vues consiste à retrouver la forme des objets à partir de plusieurs images prises de différents points de vue connus. Ceci est un problème inverse où on cherche la cause (l'objet) alors qu'on observe l'effet (les images). Sous une optique bayésienne, la solution serait une reconstruction qui reproduise au mieux les images observées tout en restant plausible a priori. Dans cette thèse, nous présentons des modèles et des méthodes permettant de minimiser la différence entre les images observées et les images obtenues par le rendu de la reconstruction. Pour ceci, il est nécessaire de tenir compte des occultations qui on lieu lors du rendu. Le résultat principal de la thése est le calcul de la dérivée de l'erreur de reprojection par rapport aux variations de surface qui tiens en compte les changements de visibilité lors que la surface se déformeMulti-view stereo is the problem of recovering the shape of objects from multiple images taken from different but known camera positions. It is an inverse problem where we want to find the cause (the object) given the effect (the images). From a Bayesian perspective, the solution would be the reconstruction that best reproduces the input images while at the same time being plausible a priori. Taking this approach, in this thesis we develop generative models and methods for computing reconstructions that minimize the difference between the observed images and the images sythetized from the reconstruction. Three models are presented. The first, represents the reconstructed scene by a set of depth maps. This gives high resolution results, but have problems at the objects boundaries. The second model represents the scene by a discreet occupancy grid, yielding to a combinatorial optimization problem, which is addressed through message passing techniques. The final model represents the scene by a smooth surface and the resulting optimization problem is solved via gradient descent surface evolution. In either model, the main difficulty is to correctly take into account the occlusions. Modeling self-occlusions results in optimization problems that challenge current optimization techniques. In this respect, the main result of the thesis is the computation of the derivative of the reprojection error with respect to surface variations taking into account the visibility changes that occur while the surface moves. This enables the use of gradient descent techniques, and leads to surface evolutions that place the contour generators of the surface to their correct location in the images without the need of additional silhouettes or apparent contours constraints
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Telle, Benoît. "Méthode ensembliste pour une reconstruction tridimensionnelle garanti par stéréovision." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20177.
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Elsayed, Ahmad Jawad. "Mise au point de méthodes polarimétriques pour la stéréovision." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2008/ELSAYED_AHMAD_Jawad_2008.pdf.
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Les applications de vision par ordinateur nécessitent de plus en plus des outils efficaces pour le calcul des descriptifs scéniques des objets manufacturés. Dans ce cadre, la stéréoscopie apparaît aujourd'hui comme une modalité maîtrisée de reconstruction d'objets tridimensionnels par imagerie optique. Le principe conventionnel repose sur l'acquisition d'une paire d'images issues d'un capteur dont la position aura été modifiée. L'aspect algorithmique lié au traitement est marqué par une étape délicate appelée \appariement" dont l'objectif est de trouver avec la plus grande précision permise les points communs aux deux images, recherche basée à la fois sur les propriétés géométriques des droites dites épipolaires et sur une procédure de minimisation de l'erreur de positionnement. Lorsqu'un objet est transparent ou lorsqu'il présente des arêtes vives devant le capteur, l'aveuglement de la caméra qui en résulte se traduit par une perte d'information de contour portée par les points invisibles ou saturés dans les images stéréoscopiques. En revanche, en imagerie optique active, la possibilité de modifier la polarisation de l'éclairement et celle des états d'analyse permet de faire apparaître les contours transparents ou d'atténuer l'intensité des arêtes vives grâce notamment à la réponse de Fresnel des interfaces, couplée à la diffusion liées aux inhomogénéités surfaciques ou volumiques. Dans ce travail doctoral, nous avons développé une approche stéréoscopique avec les images de Mueller afin de lever les ambiguïtés rencontrées lors d'acquisitions d'images conventionnelles. Une telle modalité, l'imagerie polarimétriques, représente naturellement une solution aux contraintes physiques auxquelles est soumise la stéréoscopie conventionnelleWithin the frame of industrial object inspection, the stereoscopic reconstruction technique seems to be an achieved method for three-dimensional objects reconstruction by optical imagery. The conventional technique rests on the acquisition of a pair of images resulting from a camera sensor which position has been modi¯ed. The algorithmic aspect related to the treatment is marked by a delicate stage called \matching" which objective is to ¯nd with the highest possible degree of accuracy the common points to both images, a search based at the same time on the geometrical properties of the lines known as epipolar and on a procedure of minimization of the error of positioning. When an object is transparent or when it has an active contour in front of the camera sensor, the blindness of the camera which results from it causes a loss of information of contours carried by the invisible or saturated points in the stereoscopic images. On the other hand, active optical imagery consists in modifying polarization states that are generated or analyzed by the illumination or the observation systems. This permits to reveal transparent contours or to attenuate the high reflecting intensities thanks in particular to the Fresnel response of the interfaces, coupled with the di®usion related to the surface or volumetric inhomogeneities. In this work, we have developed a stereoscopic approach based on Mueller images which allows to reduce ambiguities confronted with usual imaging techniques. Such a method, the polarimetric imagery, represents naturally a solution to the physical constraints to which is subjected conventional stereoscopy
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Datondji, Sokèmi René Emmanuel. "Stéréovision Omnidirectionnelle Large Entraxe pour la Supervision d'Intersections Routières." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR090/document.
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La surveillance visuelle des objets dynamiques dans les carrefours routiers a été un sujet de recherche majeur au sein des communautés de vision par ordinateur et de transports intelligents, ces dernières années. De nombreux projets ont été menés afin d’améliorer la sécurité dans le contexte très particulier des carrefours. Notre analyse approfondie de l’état de l’art révèle que la majorité des systèmes en bord de voie, utilisent la vision monoculaire. Dans cette thèse, nous présentons un systèmenon-intrusif, de stéréovision-fisheye à large entraxe. Le dispositif proposé est particulièrement adapté aux carrefours ruraux ou sans signalisation. Notre objectif principal est la localisation des véhicules afin de reconstruire leurs trajectoires. Pour ce faire, l’estimation de la calibration extrinsèque entre les caméras est nécessaire afin d’effectuer des analyses à l’échelle métrique. Cette tâche s’avère très complexe dans notre configuration de déploiement. En effet la grande distance entre les caméras, la différence de vue et la forte présence de végétation, rendent inapplicables les méthodes de calibration qui requièrent la mise en correspondance d’images de mires. Il est donc nécessaire d’avoir une solution indépendante de la géométrie de la scène. Ainsi, nous proposons une méthode automatique reposant sur l’idée que les véhicules mobiles peuvent être utilisés comme objets dynamiques de calibration. Il s’agit d’une approche de type Structure à partir du Mouvement, découplée en l’estimation de la rotation extrinsèque à partir de points de fuite, suivie du calcul de la translation extrinsèque à l’échelle absolue par mise en correspondance de plans virtuels. Afin de généraliser notre méthode, nous adoptons le modèle de caméra sphérique sous l’hypothèse d’un mouvement plan. Des expérimentations conduites en laboratoire, puis dans des carrefours en Normandie, permettent de valider notre approche. Les paramètres extrinsèques sont alors directement exploités pour la trajectographie métrique des véhicules, en vue d’évaluer le risque et procéder à un diagnostic des intersections ruralesVisual surveillance of dynamic objects at road intersections has been an active research topic in the computer vision and intelligent transportations systems communities, over the past decades. Several projects have been carried out in order to enhance the safety of drivers in the special context of intersections. Our extensive review of related studies revealedthat most roadside systems are based on monocular vision and provide output results generally in the image domain. In this thesis, we introduce a non-intrusive, wide-baseline stereoscopic system composed of fisheye cameras, perfectly suitable for rural or unsignalized intersections. Our main goal is to achieve vehicle localization and metric trajectory estimation in the world frame. For this, accurate extrinsic calibration is required to compute metric information. But the task is quite challenging in this configuration, because of the wide-baseline, the strong view difference between the cameras, and the important vegetation. Also, pattern-based methods are hardly feasible without disrupting the traffic. Therefore, we propose a points-correspondence-free solution. Our method is fully-automatic and based on a joint analysis of vehicles motion and appearance, which areconsidered as dynamic calibration objects. We present a Structure-from-Motion approach decoupled into the estimation of the extrinsic rotation from vanishing points, followed by the extrinsic translation at scale from a virtual-plane matching strategy. For generalization purposes we adopt the spherical camera model under the assumption of planar motion. Extensive experiments both in the lab and at rural intersections in Normandy allow to validate our work, leading to accurate vehicle motion analysis for risk assessment and safety diagnosis at rural intersections
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Rodin, Vincent. "Stéréovision axiale : calibrage, appariement et reconstruction tridimensionnelle : epplication en coeliochirurgie." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT084H.
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Cette these presente une etude sur la stereovision axiale qui permet de retrouver l'information tridimensionnelle, a partir d'une seule camera, grace a un mouvement du centre optique le long de l'axe optique. Un tel systeme est generalement simule par une camera soit munie d'un zoom, soit se deplacant sur son axe physique. Nous etudions d'une part le calibrage d'un systeme de stereovision axiale. Resultats de calibrage a l'appui, nous montrons qu'un systeme physiquement axial n'existe generalement pas. Nous montrons egalement qu'il est toujours possible de transformer par rectification geometrique, un systeme presque axial en un systeme axial. Nous presentons d'autre part un algorithme d'appariement base sur l'etude des profils d'intensite extraits le long de droites epipolaires. Les points mis en correspondance rendent possible la reconstruction d'objets non polyedriques. Des reconstructions d'objets naturels sont presentees. Cette etude a abouti a la realisation d'un capteur specialise qui doit etre utilise dans le domaine de l'endoscopie operatoire
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Benmansour, Nabil. "Reconstruction tridimensionnelle de la géométrie de la route par stéréovision." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066364.
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Au cours du vingtième siècle, la voiture est progressivement devenue un moyen de transport indispensable au quotidien. Sa généralisation a été telle que le parc automobile français compte désormais plus de 26 millions de véhicules. Mais celle-ci a entraîné un véritable problème de santé publique et un coût économique important dû au nombre d'accidents de la route. Les statistiques nous ont montré que plus de 95% des accidents de la route sont dus à un facteur humain, cas pour lesquels une assistance à la conduite, qui permet d'anticiper les dangers de la route, aurait pu s'avérer utile. C'est pour cette raison que l'industrie automobile développe des systèmes d'assistance à la conduite (ADAS : Advanced Driver Assistance Systems) afin d'avertir le conducteur à temps pour qu'il puisse prendre la bonne décision. La connaissance du profil et des attributs de la route jouent un rôle primordial dans le développement des ADAS. Ceci est notamment le cas pour les applications d'alerte et d'aide au maintien de voie. Les résultats des travaux de perception en monovision permettent une localisation relative du véhicule par rapport à la route. Cependant, ils ne permettent pas d'estimer avec précision et sans ambiguïtés certains attributs de la route tels que la courbure verticale ou le dévers. Pour surmonter cette difficulté, nous proposons dans cette thèse une approche, fondée sur la stéréovision, qui permet la localisation du véhicule sur sa voie de circulation et la reconstruction 3D de la géométrie de la route (courbure horizontale, courbure verticale et dévers). L'approche développée consiste en l'utilisation d'un capteur stéréoscopique avec des techniques de traitement d'images. Cette approche nous a permis de reconstruire la géométrie tridimensionnelle de la chaussée devant le véhicule et de localiser ce dernier sur sa voie de circulation. L'innovation principale de cette approche consiste à guider l'appariement stéréoscopique par un modèle statistique de la voie de circulation, ce qui lui confère certains avantages par rapport aux autres approches développées dans la littérature : vitesse et robustesse de la mise en correspondance stéréoscopique notamment.
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Carmona-Moreno, César. "Étude de la stéréovision axiale : modélisation mathématique et résolution algorithmique." Toulouse, INPT, 1991. http://www.theses.fr/1991INPT060H.
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Cette these presente une etude approfondie sur la stereovision axiale. Elle est divisee en deux parties. La premiere partie realise une etude theorique de tels systemes. Elle se subdivise en: 1) presentation theorique de la stereovision axiale, ou nous proposons deux algorithmes de mise en correspondance; 2) determination du point principal: presentation de deux methodes de calcul du point principal; 3) etude theorique de l'influence des erreurs sur la reconstruction 3d; 4) etude d'une camera munie d'un zoom comme systeme particulier de stereovision axiale. Proposition d'un modele optique et de deux methodes de calibrage. La deuxieme partie presente les experiences realisees dans notre laboratoire. Elles corroborent les resultats theoriques de la premiere partie. Elles permettent aussi de degager certains aspects quantitatifs sur l'influence des erreurs dans les systemes de stereovision axiale. Cette etude permet de conclure que: a) la meilleure precision est obtenue sur les bords de l'image, b) la meilleure precision est obtenue avec de grands deplacements de la camera, ou, dans le cas d'un zoom, avec des differences importantes de focales
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Arfaoui, Aymen. "Calibrage et modélisation d’un système de stéréovision hybride et panoramique." Doctoral thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26192.
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Dans cette thèse nos contributions à la résolution de deux problématiques rencontrées en vision numérique et en photogrammétrie, qui sont le calibrage de caméras et la stéréovision, sont présentées. Ces deux problèmes font l’objet de très nombreuses recherches depuis plusieurs années. Les techniques de calibrage existantes diffèrent beaucoup suivant le type de caméras à calibrer (classique ou panoramique, à focale fixe ou à focale variable, ..). Notre première contribution est un banc de calibrage, à l’aide des éléments d’optique diffractive, qui permet de calibrer avec une bonne précision une très grande partie des caméras existantes. Un modèle simple et précis qui décrit la projection de la grille formée sur l’image et une méthode de calibrage pour chaque type de caméras est proposé. La technique est très robuste et les résultats pour l’ensemble des caméras calibrées sont optimaux. Avec la multiplication des types de caméras et la diversité des modèles de projections, un modèle de formation d'image générique semble très intéressant. Notre deuxième contribution est un modèle de projection unifié pour plusieurs caméras classiques et panoramiques. Dans ce modèle, toute caméra est modélisée par une projection rectiligne et des splines cubiques composées permettant de représenter toutes sortes de distorsions. Cette approche permet de modéliser géométriquement les systèmes de stéréovision mixtes ou panoramiques et de convertir une image panoramique en une image classique. Par conséquent, le problème de stéréovision mixte ou panoramique est transformé en un problème de stéréovision conventionnelle. Mots clés : calibrage, vision panoramique, distorsion, fisheye, zoom, panomorphe, géométrie épipolaire, reconstruction tridimensionnelle, stéréovision hybride, stéréovision panoramique.This thesis aims to present our contributions to the resolution of two problems encountered in the field of computer vision and photogrammetry, which are camera calibration and stereovision. These two problems have been extensively studied in the last years. Different camera calibration techniques have been developed in the literature depending on the type of camera (classical or panoramic, with zoom lens or fixed lens..). Our first contribution is a compact and accurate calibration setup, based on diffractive optical elements, which is suitable for different kind of cameras. The technique is very robust and optimal results were achieved for different types of cameras. With the multiplication of camera types and the diversity of the projection models, a generic model has become very interesting. Our second contribution is a generic model, which is suitable for conventional and panoramic cameras. In this model, composed cubic splines functions provide more realistic model of both radial and tangential distortions. Such an approach allows to model either hybrid or panoramic stereovision system and to convert panoramic image to classical image. Consequently, the processing challenges of a hybrid stereovision system or a panoramic stereovision system are turned into simple classical stereovision problems. Keywords: Calibration, panoramic vision, distortions, fisheye, zoom, panomorph, epipolar geometry, three-dimensional reconstruction, hybrid stereovision, panoramic stereovision.
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Alvernhe, Eric. "Distance au minimum local pour le problème de la stéréovision." Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20216.
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Labayrade, Raphaël. "Détection Générique, Robuste et Rapide d'Obstacles Routiers par Stéréovision Embarquée." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066181.
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Pérez, Patricio Madain. "Stéréovision dense par traitement adaptatif temps réel : algorithmes et implantation." Lille 1, 2005. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/0c4f5769-6f43-455c-849d-c34cc32f7181.
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Les méthodes de stéréovision sont utilisées pour la reconstruction tridimensionnelle d'une scène. Le travail présenté dans ce mémoire concerne l'étude et le développement de méthodes de stéréovision pouvant être implantées sur des architectures spécialisées de calcul afin de traiter les images en temps-réel. Nous avons étudié plus spécifiquement les méthodes basées sur la corrélation entre des fenêtres extraites des deux images. Le principal problème posé par ces méthodes réside dans le choix de la taille et de la forme de la fenêtre de corrélation. Une petite fenêtre est nécessaire afin de traiter correctement les petits objets, mais elle ne fournit pas de résultats exploitables dans les zones homogènes des images. A l'inverse, une grande fenêtre permet de traiter les zones homogènes, mais les petits objets sont supprimés des images résultat. Pour pallier ce problème, nous proposons une nouvelle méthode adaptative qui peut être implantée sur une architecture dédiée de calcul. La corrélation est calculée sur une grande fenêtre, mais certains pixels sont exclus lors du traitement. Seuls les pixels "semblables" au pixel à apparier sont conservés dans l'expression de la corrélation, ce qui équivaut à changer la taille et la forme de la fenêtre. Plusieurs critères de similarité sont proposés et comparés. Nous avons montré que, même en utilisant de critères de similarité extrèmement simples, les résultats obtenus avec notre algorithme sont de meilleure qualité que ceux obtenus par les algorithmes similaires décrits dans la littérature. L'algorithme a été implanté dans une architecture intégrant un FPGA, le processeur STREAM. Nous présentons également une utilisation de notre algorithme dans le cadre de la détection d'obstacles en temps-réel à l'avant d'un véhicule.
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Lemonde, Vincent. "Stéréovision embarquée sur véhicule : de l'auto-calibrage à la détection d'obstacles." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012017.
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La complexité croissante de l'environnement routier et le souci d'amélioration de la sécurité routière expliquent un nombre important de travaux sur l'aide à la conduite. De nombreux systèmes (ultrasons, laser, radar, ...) ont déjà été mis en oeuvre pour percevoir l'environnement autour d'un véhicule. Tous se heurtent à la diversité des scènes observées, que ce soit en milieu urbain ou routier. Il est donc nécessaire d'exploiter des capteurs qui donnent une information riche pouvant être analysée dans plusieurs fonctions et quelle que soit la configuration. La vision semble tout à fait adéquate ; elle est d'ailleurs une source sensorielle capitale dans la prise de décision chez l'humain. Les méthodes décrites dans cette thèse consistent donc à proposer un système complet et autonome de stéréovision passive pour la détection d'obstacles sur un véhicule, dit intelligent, évoluant en milieu urbain ou routier. La problématique majeure relative à l'exploitation d'un banc de stéréovision sur un robot ou un véhicule concerne la qualité du calibrage qui tend à varier au cours du temps. Un tel système n'est en effet viable que si les paramètres qui décrivent la géométrie du capteur peuvent être correctement estimés, y compris en présence de chocs et vibrations. Nous présentons donc d'abord une méthode de recalibrage en ligne d'un système initialement calibré, consistant en une correction dynamique de ses paramètres. Affranchi des problèmes de calibrage, le deuxième problème abordé est la détection d'obstacles en milieu routier. Les méthodes décrites dans ce document proposent une construction du profil longitudinal de la route afin d'en extraire un modèle d'obstacle tenant compte des variations de pente et du dévers et/ou roulis. Notre approche exploite les données 3D fournies par la stéréo-vision. La dernière application concerne un système de perception pour l'aide au parking; nous présentons une méthode générique de con struction incrémentale d'un modèle 3D de l'espace libre. Cette méthode suppose que le déplacement du véhicule est estimé avec une bonne précision. Le modèle est alors analysé pour détecter et caractériser une place de parking; le but est d'alimenter un planificateur de mouvement permettant la réalisation automatique de la manoeuvre. Toutes les méthodes ont été intégrées dans l'environnement RT-MAPS, et ont été validées soit en ligne sur le démonstrateur du LAAS, soit sur des séquences d'images acquises sur des véhicules.
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Suvonvorn, Nikom. "Mise en correspondance d'images pour l'analyse du mouvement et la stéréovision." Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA112270.
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Ce memoire traite d’une methode de mise en correspondance entre images, et de ses applications. Il est divise en deux parties : la partie methodologique et la partie ingenierie. La premiere etudie le type de decision qu’est l’appariement de primitives image. Nous prenons le modele dit de "mariage stable". Plusieurs algorithmes sont developpes autour de cette contrainte de stabilite, a laquelle sont ajoutees des contraintes de satisfaction globale et d’equite pour mieux adapter le schema de base aux necessites de l’eventuelle application, notamment maitriser un certain equilibre local/global de la decision. Nous presentons un systeme generique de mise en correspondance a base de ces algorithmes dont le mariage stable est la cle. La deuxieme partie est consacree au traitement d’applications a partir de ce noyau operationnel. Pour toutes les applications, on decide que les primitives extraites d’image en vue d’appariement seront basees sur les ensembles de niveau. Nous testons le noyau dans le developpement de trois applications : un systeme de recalage, un systeme de detection d’obstacle par stereovision, et un systeme generique d’analyse du mouvement. La qualite de mise en correspondance est experimentee et verifiee dans ces trois applications en comparant avec des algorithmes differents : une methode de vote et une methode de programmation dynamiqueThis dissertation is invested on image matching methods, and their applications. It is divided into two parts: methodological and engineering. The first tackles decision methods used to match features between images. We found it on the "stable marriage" paradigm. Several algorithms are developed with constraints added, as global satisfaction or equity, for better adapting to application needs as controlling a certain local/global balance in the decision. Then, we introduce a generic matching system based on these algorithms where stable marriages become the key mechanism. The second part is devoted to applicative processes building on this matching core. First, level lines and their junctions are selected for primitive features to be paired in all applications. Then, the adapted implementation of the core is studied in the following applications: a registration system, a system for obstacle detection from stereo pairs, and a generic system for motion analysis. The matching quality is experimented on and tested in all three applications. It is compared with vote based and dynamic programming based matching results
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Fristot, Vincent. "Métrologie par stéréovision : acquisition synchrone et précision subpixel pour la calibration." Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG0072.
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La vision stereoscopique - stereovision - est un moyen pratique et efficace pour mesurer des objets tridimensionnels. Le principe de la photogrammetrie constitue le fondement du systeme de vision developpe. Nous etudions une modelisation pour la prise de vues qui permettra la reconstruction de scenes tridimensionnelles. Une methode de calibration est proposee, celle-ci se base sur les proprietes physiques des cameras utilisees. Les cartes d'acquisition d'images du marche n'exploitent pas toute l'information geometrique de l'image issue des cameras ccd. Nous montrons que l'acquisition synchrone avec l'horloge pixel permet un gain important en precision. Par consequent, des algorithmes de precision (subpixel) pour la localisation d'objets sont mis en uvre. Ces resultats s'approchent de ceux obtenus par photogrammetrie a partir de cliches photographiques. Nous presentons une application industrielle qui integre tous ces elements. Notre travail entraine une amelioration de la vitesse et de la precision des mesures en atteignant quasiment la limite technologique des capteurs employes
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Zagrouba, Ezzeddine. "Construction de facettes tridimensionnelles par mise en correspondance de régions en stéréovision." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT053H.
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Ce memoire presente un systeme de reconstruction 3-d par mise en correspondance des regions d'une paire d'images stereoscopiques. La mise en correspondance des regions prend en compte l'instabilite des caracteristiques radiometriques et geometriques des regions, ainsi que la coherence topologique (graphes d'adjacences). Cette methode cherche d'abord a apparier les regions homologues verifiant un ensemble de contraintes tres selectives. Puis, ces couples de regions de base sont utilises afin de propager graduellement l'appariement. Enfin, un systeme de regles a ete mis en uvre afin d'ameliorer simultanement les resultats de l'appariement et de la segmentation par fusion de regions celibataires a des regions deja appariees. La complementarite des segmentations en regions et en contours, a aussi ete exploitee afin de developper une premiere methode de reconstruction 3-d basee sur un processus cooperatif d'extraction des primitives structurelles 2-d appelees facettes 2-d. Par superposition des segmentations en regions et en contours, des segments de contours sont d'abord extraits et groupes sous forme de sous-ensembles homologues appeles pseudo-facettes 2-d, puis une mise en correspondance locale des segments est effectuee au sein des facettes 2-d homologues. Les facettes planes 3-d sont obtenues en approximant par la methode des moindres carres par un plan les donnees 3-d obtenues par triangulation. La deuxieme methode de reconstruction 3-d par recalage des frontieres des regions effectue uniquement des calculs bases sur des primitives 2-d. La contrainte 2-d issue de l'hypothese de planarite dans l'espace 3-d a ete exprimee dans un nouveau modele obtenu apres rectification. Le probleme d'optimisation combinatoire obtenu a ete ensuite resolu par un algorithme de recuit simule
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Chabbi, Houda. "Construction de facettes 3D par stéréovision intégrant des principes de géométrie projective." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1993_CHABBI_H.pdf.
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Le travail présenté dans ce mémoire s'inscrit dans le cadre de la vision artificielle et l'objectif recherche est de développer un processus de reconstruction stéréoscopique des facettes 3D des scènes observées. Le principe fondamental que nous avons suivi pour réaliser la construction de facettes 3D a été d'éviter dans la mesure du possible, tout calcul direct sur les segments 3D. Nous avons alors proposé un protocole d'utilisation de l'information région et l'information contour pour construire des indices 2D: facettes 2D par l'intermédiaire desquels nous inférons l'existence d'un plan 3D. Utilisant ensuite des techniques de géométrie projective, nous vérifions en 2D la validité de l'hypothèse de planarité relative à chacun de ces indices. La recherche des paramètres de chacune des facettes 3D de la scène utilise alors toute l'information acquise en 2D concernant les propriétés 3D à vérifier par ces facettes à construire. Cette reconstruction permet ainsi de maintenir la propriété de planarité ou encore de coplanarité entre facettes améliorant la localisation 3D de ces primitives
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Gonzalez-Barbosa, José-Joel. "Vision panoramique pour la robotique mobile : stéréovision et localisation par indexation d'images." Toulouse, INPT, 2004. http://www.theses.fr/2004INPT030H.
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La navigation autonome d'un robot dans un environnement a priori mal connu requiert la construction, à partir des données perçues par le robot, de modèles de cet environnement, qui sont dédiés à différentes fonctionnalités. Pour cela, la vision panoramique est un capteur récemment introduit dans la communauté robotique, qui connait actuellement un fort développement. L'objectif de cette thèse est de développer des fonctions exploitant ce type de capteur pour la navigation autonome d'un robot. Dans la première partie de la thèse, nous nous intéressons au problème de la localisation des robots mobiles dans des environnements naturels à l'aide d'une caméra panoramique, en exploitant des techniques d'indexation d'image. Nous proposons un moyen d'indexer les images acquises lors des déplacements par des histogrammes de caractéristiques locales, et de reconnaître des lieux préalablement explorés en comparant ces histogrammes, permettant ainsi de localiser le robot par rapport à des positions par lesquelles il est déjà passé. Des résultats expérimentaux sont présentés. Dans la seconde partie, nous proposons une approche permettant d'effectuer de la stéréovision à partir d'une paire de caméras panoramiques. Nous introduisons un moyen de rectifier les images d'un banc stéréoscopique panoramique, de sorte que les lignes épipolaires deviennent parallèles, permettant de ce fait l'exécution d'un algorithme optimisé de stéréovision par corrélation de pixels. Pour cela, nous présentons une modélisation complète de deux types de caméras panoramiques, qui comprend les paramètres intrinsèques du système (surface du miroir et paramètres intrinsèques de la caméra), les erreurs d'alignement entre le miroir et la caméra, et la distorsion optique radiale. Une méthode d'estimation de ces paramètres est développée, et des résultats de stéréovision sont présentés.
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Pauplin, Olivier. "Application de techniques d'évolution artificielle à la stéréovision en robotique mobile autonome." Paris 5, 2007. http://www.theses.fr/2007PA05S015.
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L' « Algorithme des Mouches » est un algorithme évolutionnaire de vision stéréo. Il permet de donner une représentation 3D approximative - sous forme de nuage de points - des surfaces visibles des objets d'une scène, à partir d'une paire d'images. Afin d'améliorer son efficacité et sa précision en vue d'une application temps réel en robotique mobile autonome, diverses voies d'amélioration de l'algorithme sont étudiées et évaluées (fonction de fitness, opérateurs génétiques, auto-adaptivité, etc. ). Trois catégories d'applications sont explorées. Tout d'abord, une manière de dresser une carte de l'environnement d'un robot mobile à partir des prises de vues successives traitées par l'algorithme est présentée. Un deuxième type d'application s'appuie sur la considération de vitesses propres aux points de l'espace considérés, et cherche à déterminer les vitesses des objets de la scène. Enfin, une application à la conduite automatisée (arrêt et évitement d'obstacles) est présentée sur véhicule électrique (CyCab)The "Fly Algorithm" is an evolutionary algorithm used for stereo reconstruction It gives a rough description of the visible surfaces of the objects in a 3D scene, from a couple of stereo To fmprove the efficiency and precision of the algorithm so as to apply its output to autonomous mobile robotics, several ways of improvement are examined and^ evaluated (fitness function, genetic operators, self-adaptivity etc. ). Three categories of applications are then explored. Firstly, a way to build a map of the environment of a mobile robot from he successive frames processed by the algorithm. A second type of application relies on the consideration of a speed given to each considered 3D points, and aims to determine the speeds of the objects of the scene. Finally, and application to automated driving (stop and obstacle avoidance) is presented on an electrical vehicle (Cycab)
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Darouich, Mehdi. "Reefs : une architecture reconfigurable pour la stéréovision embarquée en contexte temps-réel." Rennes 1, 2010. http://www.theses.fr/2010REN1S151.
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La stéréovision permet d’extraire la profondeur dans une scène par l’analyse de deux images prises de points de vue différents. Dans le domaine de la vision par ordinateur, cette technique permet une mesure directe et précise de la distance des objets observés. Les systèmes d’aide à la conduite (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) intègrent plusieurs applications nécessitant une connaissance précise de l’environnement du véhicule et peuvent ainsi bénéficier de la stéréovision. Les traitements mis en œuvre s’effectuent en temps-réel et nécessitent un niveau de performance très important et donc l’utilisation d’accélérateurs matériels. De plus, la solution matérielle mise en place doit posséder un niveau de flexibilité suffisant pour permettre l’adaptation du traitement à la situation rencontrée. Enfin, le système devant être embarqué, la solution matérielle choisie doit avoir un coût en surface limité. Cette thèse a pour objectif la conception d’une architecture de calcul pour la stéréovision qui offre un niveau de performance répondant aux contraintes des ADAS et un niveau de flexibilité suffisant pour fournir des cartes de profondeur adaptées aux diverses applications. Une architecture hétérogène reconfigurable, nommée REEFS (Reconfigurable Embedded Engine for Flexible Stereovision), est conçue et dimensionnée pour offrir le meilleur compromis entre flexibilité, performance et coût en surfaceStereovision allows the extraction of depth information from several images taken from different points of view. In computer vision, stereovision is used to evaluate directly and accurately the distance of objects. In Advanced Driver Assistance Systems (ADAS), number of applications needs an accurate knowledge of the surrounding and can thus benefit from 3D information provided by stereovision. Involved tasks are done in real-time and require a high level of performance that can be provided by hardware accelerators. Moreover, as people safety is affected, the reliability of results is critical. As a result, the hardware solution has to be flexible enough to allow this adaptation. Finally, as the embedded context is considered, the silicon area of the chosen hardware solution must be limited. The purpose of this thesis is to design a processing architecture for stereovision that provides a performance level answering ADAS requirements and a level of flexibility high enough to generate depth maps adapted to various applications. A heterogeneous reconfigurable architecture, named REEFS (Reconfigurable Embedded Engine for Flexible Stereovision), is designed and scaled to answer ADAS requirements and to provide the best trade-off between flexibility, performance and silicon area
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Nogueira, Sergio. "Localisation de mobiles par construction de modèles en 3D en utilisant la stéréovision." Phd thesis, Université de Technologie de Belfort-Montbeliard, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00596948.
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Les travaux présentés dans cette thèse contribuent aux systèmes de localisation pour un robot mobile en utilisant la stéréovision. Ces travaux s'inscrivent dans le cadre d'une collaboration entre le LORIA-INRIA de Nancy et le laboratoire SeT de l'UTBM. L'approche proposée est décomposée en deux étapes. La première étape constitue une phase d'apprentissage qui permet de construire un modèle 3D de l'environnement de navigation. La deuxième étape est consacrée à la localisation du véhicule par rapport au modèle 3D. La phase d'apprentissage a pour objectif de construire un modèle tridimensionnel, à partir de points d'intérêt pouvant être appariés sous différentes contraintes géométriques (translation, rotation, changement d'échelle) et/ou contraintes de changements d'illumination. Dans l'objectif de répondre à toutes ces contraintes, nous utilisons la méthode SIFT (Scale Invariant Feature Transform) permettant des mises en correspondance de vues éloignées. Ces points d'intérêt sont décrits par de nombreux attributs qui font d'eux des caractéristiques très intéressantes pour une localisation robuste. Suite à la mise en correspondance de ces points, un modèle tridimensionnel est construit, en utilisant une méthode incrémentale. Un ajustement des positions est effectué afin d'écarter les éventuelles déviations. La phase de localisation consiste à déterminer la position du mobile par rapport au modèle 3D représentant l'environnement de navigation. Elle consiste à apparier les points 3D reconstruits à partir d'une pose du capteur stéréoscopie et les points 3D du modèle. Cet appariement est effectué par l'intermédiaire des points d'intérêt, issus de la méthode d'extraction SIFT. L'approche proposée a été évaluée en utilisant une plate-forme de simulation permettant de simuler un capteur stéréoscopique, installé sur véhicule naviguant dans un environnement 3D virtuel. Par ailleurs, le système de localisation développé a été testé en utilisant le véhicule instrumenté du laboratoire SeT afin d'évaluer ses performances en conditions réelles d'utilisation.
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Naoulou, Abdelelah. "Architectures pour la stéréovision passive dense temps réel : application à la stéréo-endoscopie." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00110093.
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L'émergence d'une robotique médicale en chirurgie laparoscopique destinée à automatiser et améliorer la précision des interventions nécessite la mise en Suvre d'outils et capteurs miniaturisés intelligents dont la vision 3D temps réel est un des enjeux. Bien que les systèmes de vision 3D actuels représentent un intérêt certain pour des manipulations chirurgicales endoscopiques précises, ils ont l'inconvénient de donner une image 3D qualitative plutôt que quantitative, laquelle nécessite un appareillage spécifique rendant l'acte chirurgical inconfortable et empêche le couplage avec un calculateur dans le cadre d'une chirurgie assistée. Nous avons développé dans la cadre du projet interne « PICASO » (Plate-forme d'Intégration de CAméras multiSenOrielles) dont les enjeux scientifiques concernent le conditionnement de capteurs intégrés et le traitement et la fusion d'images multi spectrales, un dispositif de vision 3D compatible avec les temps d'exécution des actes chirurgicaux. Ce système est basé sur le principe de la stéréoscopie humaine et met en Suvre des algorithmes de stéréovision passive dense issus de la robotique mobile. Dans cette thèse nous présentons des architectures massivement parallèles, implémentées dans un circuit FPGA, et capables de fournir des images de disparité à la cadence de 130 trames/sec à partir d'images de résolution 640x480 pixels. L'algorithme utilisé est basé sur la corrélation Census avec une fenêtre de calcul de 7 x 7 pixels. Celui-ci a été choisi pour ses performances en regard de sa simplicité de mise en Suvre et la possibilité de paralléliser la plupart des calculs. L'objectif principal de cet algorithme est de rechercher, pour chaque point, la correspondance entre deux images d'entrées (droite et gauche) prises de deux angles de vue différents afin d'obtenir une "carte de disparités" à partir de laquelle il est possible de reconstruire la scène 3D. Pour mettre en Suvre cet algorithme et tenir les contraintes « temps réel » nous avons développé des architectures en « pipeline » (calcul des moyennes, transformation Census, recherche des points stéréo-correspondants, vérification droite-gauche, filtrage...). L'essentiel des différentes parties qui composent l'architecture est décrit en langage VHDL synthétisable. Enfin nous nous sommes intéressés à la consommation en termes de ressources FPGA (mémoires, macro-cellules) en fonction des performances souhaitées.
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Toulouse, Tom. "Estimation par stéréovision multimodale de caractéristiques géométriques d’un feu de végétation en propagation." Thesis, Corte, 2015. http://www.theses.fr/2015CORT0009/document.
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Les travaux menés dans cette thèse concernent le développement d'un dispositif de vision permettant l'estimation de caractéristiques géométriques d'un feu de végétation en propagation. Ce dispositif est composé de plusieurs systèmes de stéréovision multimodaux générant des paires d'images stéréoscopiques à partir desquelles des points tridimensionnels sont calculés et les caractéristiques géométriques de feu tels que sa position, vitesse, hauteur, profondeur, inclinaison, surface et volume sont estimées. La première contribution importante de cette thèse est la détection de pixels de feu de végétation. Tous les algorithmes de détection de pixels de feu de la littérature ainsi que ceux développés dans le cadre de cette thèse ont été évalués sur une base de 500 images de feux de végétation acquises dans le domaine du visible et caractérisées en fonction des propriétés du feu dans l'image (couleur, fumée, luminosité). Cinq algorithmes de détection de pixels de feu de végétation basés sur la fusion de données issues d'images acquises dans le domaine du visible et du proche-infrarouge ont également été développés et évalués sur une autre base de données composée de 100 images multimodales caractérisées. La deuxième contribution importante de cette thèse concerne l'utilisation de méthodes de fusion d'images pour l'optimisation des points appariés entre les images multimodales stéréoscopiques.La troisième contribution importante de cette thèse est l'estimation des caractéristiques géométriques de feu à partir de points tridimensionnels obtenus depuis plusieurs paires d'images stéréoscopiques et recalés à l'aide de relevés GPS et d'inclinaison de tous les dispositifs de vision.Le dispositif d'estimation de caractéristiques géométriques à partir de systèmes de stéréovision a été évalué sur des objets rigides de dimensions connues et a permis d'obtenir les informations souhaitées avec une bonne précision. Les résultats des données obtenues pour des feux de végétation en propagation sont aussi présentésThis thesis presents the geometrical characteristics measurement of spreading vegetation fires with multimodal stereovision systems. Image processing and 3D registration are used in order to obtain a three-dimensional modeling of the fire at each instant of image acquisition and then to compute fire front characteristics like its position, its rate of spread, its height, its width, its inclination, its surface and its volume. The first important contribution of this thesis is the fire pixel detection. A benchmark of fire pixel detection algorithms and of those that are developed in this thesis have been on a database of 500 vegetation fire images of the visible spectra which have been characterized according to the fire properties in the image (color, smoke, luminosity). Five fire pixel detection algorithms based on fusion of data from visible and near-infrared spectra images have also been developed and tested on another database of 100 multimodal images. The second important contribution of this thesis is about the use of images fusion for the optimization of the matching point’s number between the multimodal stereo images.The second important contribution of this thesis is the registration method of 3D fire points obtained with stereovision systems. It uses information collected from a housing containing a GPS and an IMU card which is positioned on each stereovision systems. With this registration, a method have been developed to extract the geometrical characteristics when the fire is spreading.The geometrical characteristics estimation device have been evaluated on a car of known dimensions and the results obtained confirm the good accuracy of the device. The results obtained from vegetation fires are also presented
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Toulouse, Tom. "Estimation par stéréovision multimodale de caractéristiques géométriques d'un feu de végétation en propagation." Doctoral thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26472.
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Les travaux menés dans cette thèse concernent le développement d’un dispositif de vision permettant l’estimation de caractéristiques géométriques d’un feu de végétation en propagation. Ce dispositif est composé de plusieurs systèmes de stéréovision multimodaux générant des paires d’images stéréoscopiques à partir desquelles des points tridimensionnels sont calculés et les caractéristiques géométriques de feu tels que sa position, vitesse, hauteur, profondeur, inclinaison, surface et volume sont estimées. La première contribution importante de cette thèse est la détection de pixels de feu de végétation. Tous les algorithmes de détection de pixels de feu de la littérature ainsi que ceux développés dans le cadre de cette thèse ont été évalués sur une base de 500 images de feux de végétation acquises dans le domaine du visible et caractérisées en fonction des propriétés du feu dans l’image (couleur, fumée, luminosité). Cinq algorithmes de détection de pixels de feu de végétation basés sur la fusion de données issues d’images acquises dans le domaine du visible et du proche-infrarouge ont également été développés et évalués sur une autre base de données composée de 100 images multimodales caractérisées. La deuxième contribution importante de cette thèse concerne l’utilisation de méthodes de fusion d’images pour l’optimisation des points appariés entre les images multimodales stéréoscopiques. La troisième contribution importante de cette thèse est l’estimation des caractéristiques géométriques de feu à partir de points tridimensionnels obtenus depuis plusieurs paires d’images stéréoscopiques et recalés à l’aide de relevés GPS et d’inclinaison de tous les dispositifs de vision. Le dispositif d’estimation de caractéristiques géométriques à partir de systèmes de stéréovision a été évalué sur des objets rigides de dimensions connues et a permis d’obtenir les informations souhaitées avec une bonne précision. Les résultats des données obtenues pour des feux de végétation en propagation sont aussi présentés. Mots clefs : Feux de forêt, stéréovision, traitement d’images, segmentation, multimodal.This thesis presents the geometrical characteristics measurement of spreading vegetation fires with multimodal stereovision systems. Image processing and 3D registration are used in order to obtain a three-dimensional modeling of the fire at each instant of image acquisition and then to compute fire front characteristics like its position, its rate of spread, its height, its width, its inclination, its surface and its volume. The first important contribution of this thesis is the fire pixel detection. A benchmark of fire pixel detection algorithms of the litterature and of those that are developed in this thesis have been on a database of 500 vegetation fire images of the visible spectra which have been characterized according to the fire properties in the image (color, smoke, luminosity). Five fire pixel detection algorithms based on fusion of data from visible and near-infrared spectra images have also been developed and tested on another database of 100 multimodal images. The second important contribution of this thesis is about the use of images fusion for the optimization of the matching point’s number between the multimodal stereo images. The second important contribution of this thesis is the registration method of 3D fire points obtained with stereovision systems. It uses information collected from a housing containing a GPS and an IMU card which is positioned on each stereovision systems. With this registration, a method have been developed to extract the geometrical characteristics when the fire is spreading. The geometrical characteristics estimation device have been evaluated on a car of known dimensions and the results obtained confirm the good accuracy of the device. The results obtained from vegetation fires are also presented. Key words: wildland fire, stereovision, image processing segmentation, multimodal.
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Kramm, Sébastien. "Production de cartes éparses de profondeur avec un système de stéréovision embarqué non-aligné." Rouen, 2008. http://www.theses.fr/2008ROUES027.
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Dans le domaine automobile, l'implémentation de systèmes de stéréovision embarqués à grande échelle en vue d'applications d'assistance à la conduite se heurte à des difficultés d'ordre pratique: afin de respecter les contraintes temporelles, les algorithmes rapides de mise en correspondance impliquent le plus souvent un alignement rigoureux des deux caméras, ce qui est difficilement comptatible avec une implémentation industrielle. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux solutions permettant d'outrepasser cette contrainte d'alignement de façon intégralement logicielle, en considérant un système faiblement désaligné. L'idée est de rectifier la paire d'image de façon à pouvoir procéder à un appariement rapide en vue de la production d'une carte éparse de profondeur. Les techniques d'estimation automatique de la géométrie du système sont passées en revue, et il en ressort que les outils disponibles sont fiables, sous réserve d'une scène adéquate. Une étude sur l'estimation de la fiabilité est proposée, permettant d'envisager l'implémentation dans un contexte non-supervisé. Cette étude met en évidence de façon expérimentale la corrélation entre un certain nombre d'indicateurs et la fiabilité globale. Ceci permettra d'utiliser ou pas l'estimation réalisée pour procéder à la rectification. Les techniques de rectification des images ou des primitives sont évaluées, et les détails d'implémentation en sont précisés. Un critère minimisant explicitement la déformation géométrique est utilisé. Une solution est proposée pour optimiser le placement longitudinal relatif des images, afin de minimiser l'erreur en cas d'extraction directe de la profondeur à partir des disparités. Pour la production de cartes de profondeur, les techniques d'extraction des primitives et d'appariement sont étudiées. Pour l'extraction, une technique précédente est améliorée, et pour l'appariement, une solution novatrice est proposée, améliorant à la fois la vitesse et le nombre d'appariements obtenus. Enfin, les architectures possibles pour l'obtention d'une carte éparse de profondeur sont présentées, via l'extraction directe ou la reconstruction 3dIn the automobile field, large scale implementation of embedded stereovision systems is facing a particular challenge. Matching algorithms usually require a perfectly aligned camera set, which is difficult to achieve. In this thesis, we consider software solutions in order to overcome this constraint, thus we can use very roughly aligned cameras. The idea is to rectify images, in order to produce fast sparse 3d maps. Automatic estimation of the epipolar geometry using only image data is being reviewed, and we conclude on it's reliability, assuming that an adequate scene is provided. A reliability score computing scheme is proposed, based on correlation between several criterions and the correctness of the geometry estimation. This technique is experimentally validated, and it will be used to determine if the estimated geometry should be used or not to rectify images. Image rectification techniques are also reviewed, and the implementation details are given. A criterion is used to find the rectification that minimizes image distorsion. A solution is given in order to determine horizontal relative situation of both images, so depth error is minimised in case of direct depth extraction. For the production of sparse depth maps, fast extraction of features and matching topics are covered. For feature extraction, minor improvements are suggested. For matching, a new algorithm is proposed, that improves both speed and matches ratio. Finally, several architectures are considered for depth map production, through direct depth extraction or 3D reconstruction
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Martinez-Rodriguez, Fernando. "Mmt : un système de stéréovision anthropomorphe pour le calcul de cartes denses de profondeurs." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT115H.
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Nous présentons un système informatique, baptisé MMT, capable d'obtenir de façon fiable et précise une carte dense des profondeurs d'une scène observée par un capteur binoculaire anthropomorphe. Notre modèle de reconstruction d'une scène 3D se divise en deux sous-modèles : l'un pour le positionnement du capteur vis-à-vis de la scène observée et l'autre pour la mise en correspondance des deux images stéréoscopiques obtenues à partir d'un tel positionnement. Ce dernier est formalisé comme un problème d'optimisation combinatoire avec contraintes dont la solution représente la mise en correspondance la plus probable par rapport à l'ensemble des appariements possibles. Deux particularités de ce modèle de mise en correspondance sont d'une part l'approche fréquentielle par différences de phases pour engendrer des connaissances probabilistes sur la disparité et d'autre part le codage bidimensionnel des hypothèses sur le mode 3D : compatibilité-similarité, continuité-régularité. Deux techniques de résolution sont utilisées : le Recuit simulé et la Recherche tabou
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Toulminet, Gwenaëlle. "Extraction des contours 3D des obstacles par stéréovision pour l'aide à la conduite automobile." INSA de Rouen, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAM0011.
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Dans le cadre de la conception d'un capteur de vision 3D pour l'aide à la conduite automobile, nous avons conçu une méthode d'extraction rapide, robuste et fiable des contours 3D des obstacles. Dans une première étape, nous améliorons les cartes 3D éparses construites à partir de paires d'images stéréoscopiques. L'amélioration des cartes 3D éparses consiste à détecter et à corriger les faux appariements de mise en correspondance. Pour cela, nous appliquons un critère de continuité sur des courbes 3D de contour préalablement construites, et nous supposons que la majorité des points 3D des courbes 3D sont les résultats d'appariements corrects de mise en correspondance. Dans une deuxième étape, les contours 3D des obstacles sont extraits à partir des courbes 3D améliorées, ce qui permet de réduire la sensibilité de la méthode aux faux appariements de mise en correspondance. De plus, l'extraction des contours 3D des obstacles a été conçue de manière à réduire sa sensibilité au bruit stochastique et à une modélisation et une détection approximative du plan de la route : cette extraction est une coopération de deux méthodes d'extraction des contours 3D des obstacles qui n'ont pas la même sensibilité et qui sont utilisées de manière complémentaire. La robustesse et la fiabilité de l'extraction des contours 3D des obstacles sont étudiées à partir de scènes routières réelles dont les conditions de visibilité sont différentes. Une partie de ces travaux a été réalisée dans le cadre d'une action intégrée franco-italienne GALILEE 2000 en collaboration avec le Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione de l'Université de Parme.
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Clerc, Patrice. "Mesure de champs de déplacements et de déformations par stéréovision et corrélation d'images numériques." Lyon, INSA, 2001. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2001ISAL0066/these.pdf.
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Une méthode classique de mesure des champs de déplacements et de déformations, utilisant des caméras CCD comme capteurs, consiste à déposer une grille régulière sur l'échantillon, puis à étudier les déplacements des points de références que constitue cette grille. Dans le but de mettre en œuvre cette mesure rapidement et à moindre coût, la grille à déposer est remplacée par un motif aléatoire. Une méthode de corrélation en niveau de gris permet d'exploiter les images numériques avec une précision de 1/60ième de pixels. Une méthode de mesure de champs de déplacements et de déformations 3D par stéréovision et basée sur la corrélation en niveaux de gris est proposée. Deux caméras numériques montées sur un banc stéréoscopique sont utilisées. Toutes les étapes de la chaîne de mesure (appariement, calibrage et reconstructions 3D) sont basées sur la corrélation. Une méthode de calibrage du système stéréoscopique s'effectuant à partir d'une mire recouverte d'un motif aléatoire dont l'équation de la surface est connue est proposée. Les mesures de champs de déplacements et de déformations présentées sont réalisées à partir d'une méthode de calibrage utilisant un cube marqué d'une grille. Une fois le système stéréoscopique calibré, les structures étudiées recouvertes d'un motif aléatoire sont photographiées et reconstruites dans l'espace. A partir de deux reconstructions, une avant et l'autre après déformations, les champs de déplacements et de déformations sont calculésTo determine displacement or strain fields from digital images, a classical technique consists of drawing a uniform grid on the surface of an object and measuring the displacement fields of these reference points. In order to get a marking method quicker and less expensive, the grid is replaced is by a random pattern. The numerical images are treated by a correlation method with an accuracy of 1/60th pixels. A method of 3D displacement and deformation fields by stereovision and using gray levels correlation method is proposed. Two CCD cameras on a stereo ring are used. All the steps for the measurement (paring, calibration, 3D reconstruction) use correlation. A proposed calibration method of the stereo ring doesn’t use a calibrating objet with a randomized pattern of which only the surface equation is known. The measurements of displacements and deformations fields shown are obtained from grids on a cube target. Once the calibration performed, the object's topographies before and after deformation are obtained from the calibration parameters and correlation between each pair of images and are compared to determine the displacement and deformation fields
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Sebsadji, Yazid. "Numérisation et reconstruction 3D de la géométrie de la route par observateurs et stéréovision embarquée." Thesis, Evry-Val d'Essonne, 2009. http://www.theses.fr/2009EVRY0025/document.
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La connaissance du profil et des attributs de la route est un élément critique dans le développement des assistances à la conduite. Ceci est notamment le cas pour les applications d’alerte et d’aide au maintien de voie. Les résultats des travaux de perception, vidéo notamment, permettent uniquement une localisation relative du véhicule par rapport à la route. Ce type de localisation ne permet pas l’accès au positionnement absolu de la route. A ce titre, il est impossible d’avoir accès au devers de la route via une seule caméra vidéo montée en vision frontale. Pour surmonter cette difficulté, nous proposons dans cette thèse une approche de numérisation et de reconstruction 3D de la géométrie de la route (pente, devers et courbure) dans un repère absolu supposé galiléen. L’idée générale de la numérisation 3D de la route, consiste à localiser le véhicule en 3D, faire le recalage pour obtenir celui du centre de la voie et d’associer à chaque positionnement les valeurs numériques des différents attributs de la route. L’approche développée consiste en la fusion d’informations provenant d’une part de capteurs proprioceptifs et extéroceptifs et d’autre part d’observateurs. On y distingue trois phases principales : La première a pour objet l’estimation des attributs de la route à l’aide d’observateurs. La deuxième est dédiée au positionnement relatif de la route par rapport au véhicule à partir de capteurs de vision embarqués sur le véhicule. La dernière phase aboutit à la reconstruction 3D de la route par fusion des informations provenant des deux premières phases. Techniquement les états des véhicules et les attributs de la route sont reconstruit à l’aide de filtres de Kalman étendus et d’observateurs à entrées inconnues. Par la suite, la géométrie 3D de la route, dans le repère absolu, est obtenue en calculant la matrice de passage du repère relatif, lié aux capteurs embarqués, au repère absolu. On utilise pour cela un schéma de fusion avec les données issues du capteur vidéo et les données GPS en utilisant les techniques IMM (Interacting Multiple Models)The knowledge of the profile and the road attributes is a critical item in the development of driving assistances. This is specially the case for alert applications and lateral control. The results of the perception studies, specially the video, only allow a relative localization of the vehicle on the road. This kind of localization does not allow the access to absolute positioning of the road. For this reason, it is impossible to have access to the road bank via only one video camera fixed in frontal view. To overcome this difficulty, we propose in this thesis an approach of digitalization and 3Dreconstruction of the geometry of the road (slope, road bank and curvature) in an absolute frame, supposed Galilean. The general idea of 3D-digitalization of the road consist in localizing the vehicle in 3D, doing the correction to obtain the one of the road center and to associate, to each positioning, the numerical values of the different attributes of the road. The developed approach consists in the fusion of information coming from proprioceptive and exteroceptive sensors on one hand and observers on the other. We find in it three principal cases: The first one has for object the estimation of the road attributes via observers. The second one is dedicated to the relative positioning of the road beside the vehicle via embedded video sensors in the vehicle. The last stage leads to the 3D-reconstruction of the road via fusion of information coming from the two first stages. Technically, the states of the vehicles and the road attributes are reconstructed by application of the extended Kalman filters and proportional integral observers with unknown inputs. Afterwards, the 3D-geometry of the road, in the absolute landmark, is obtained by calculating the transfer matrix from the relative frame, linked to embedded sensors, to the absolute frame. For that, we use a fusion scheme with the video sensors and GPS data by using the IMM techniques
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Hua, Zhi-Dan. "Utilisation de la mise en correspondance de chaînes de caractères pour le traitement de paires d'images." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD368.
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Dans ce mémoire, une nouvelle approche pour la stéréovision est présentée. Les problèmes de la mise en correspondance et de la rectification sont résolus par la comparaison de chaînes symboliques. Une distance entre chaînes est utilisée et un algorithme à deux niveaux est propose. La méthode s'appuie sur un codage de passage par zéro.
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Ragot, Nicolas. "Conception d'un capteur de stéréovision omnidirectionnelle : architecture, étalonnage et applications à la reconstruction de scènes 3D." Phd thesis, Université de Rouen, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00417963.
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Les travaux de thèse présentés dans ce mémoire ont pour objectif la conception et l'évaluation d'un système de vision 3D constitué de deux capteurs catadioptriques positionnés verticalement. Afin d'obtenir un modèle 3D, l'étalonnage des capteurs, c'est-à-dire l'estimation des relations entre l'espace 3D et le plan image, est un préalable indispensable. Une méthode, qualifiée de paramétrique a tout d'abord été implémentée. Elle utilise un modèle ad hoc et une mire 3D de forme cylindrique dont les points d'intérêt sont des diodes électroluminescentes. Cette méthode formule l'hypothèse d'un centre de projection unique qui peut s'avérer difficile à mettre oeuvre en pra- tique. Nous proposons donc une méthode non-paramétrique qui permet de s'affranchire des contraintes liées aux modèles. Les relations entre l'espace 3D et le plan image sont alors définies pour un nombre fini de points et des algorithmes d'interpolation numérique permettent d'approximer les fonctions de projection et rétro-projection pour tous les couples points 3D-points 2D. Nous proposons ensuite l'implémentation et l'évaluation d'une méthode de reconstruction 3D volumétrique qui modélise la scène sous forme d'un tableau 3D dont chaque cellule est un voxel. Une mesure de similarité colorimétrique des projections du voxel dans chaqu'une des images permet de statuer quant à l'appartenance du voxel à un objet de la scène. Cette méthode est évaluée pour une reconstruction statique de la scène 3D, c'est-à-dire pour une acquisition d'images simultanée. Puis cette méthode est étudiée pour des déplacements du capteur. Il s'agit d'une reconstruction dynamique définie comme l'intersection des reconstructions statiques réalisées à des instants successifs.
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Lefaudeux, Benjamin. "Détection, localisation et suivi des obstacles et objets mobiles à partir d'une plate-forme de stéréovision." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00918508.
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Les véhicules autonomes se mouvant dans un environnement quelconque peuvent être confrontés à la présence de nombreux objets mobiles, dont la localisation et la trajectoire sont indépendantes. Cette problématique est particulièrement présente dans la thématique du transport en milieu urbain, mais sa portée est plus générale. On présente dans cette thèse une solution de perception d'un environnement dynamique, à partir d'une paire de caméra, qui vise à fournir en temps réel une cartographie en trois dimensions de l'environnement courant, ainsi que la vitesse indépendante des points suivis. Cette solution propose par ailleurs des algorithmes de détection, segmentation et suivi des objets mobiles, et fourni donc une liste des objets mobiles de l'environnement, dont les positions, dimensions et vitesses sont connues.
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Charvillat, Vincent. "Stéréovision incrémentale appliquée à la modélisation tridimensionnelle d'objets : de l'intérêt de méthodes de régression robuste dédiées." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT101H.
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Cette these aborde des problemes delicats de stereovision incrementale en vue de la mise au point des constituants d'un systeme automatique de modelisation 3d d'objets. Les problemes majeurs qui se posent sont des problemes de regression robuste : calibrage faible, recalage d'indices visuels 3d/3d ou 3d/2d, detection de primitives 3d. Les methodes classiques utilisees en vision pour resoudre des problemes d'estimation robuste de parametres sont issues des statistiques robustes. A travers la presentation de ces techniques, nous recensons leurs inconvenients : elles sont stochastiques, elles necessitent de nombreux calculs et possedent des limites theoriques. Pour toutes ces raisons, des travaux recents visent a exploiter des hypotheses et connaissances propres a la vision pour proposer des methodes plus performantes. Nous analysons ces demarches et montrons que des outils d'optimisation non deterministe appeles metaheuristiques permettent de concevoir des methodes de regression dediees a la vision et intelligemment stochastiques. Nous proposons un ensemble de techniques robustes, d'une part, pour le diagnostic entre donnees correctes et aberrantes et d'autre part pour l'extraction d'un ou de plusieurs ajustements. Les principes et les idees des algorithmes genetiques, de la recherche tabou ou de la methode scatter search inspirent largement notre approche combinatoire de la regression robuste en vision. Nos techniques sont soumises a l'experience et nous obtenons de bons resultats pratiques pour l'estimation de la matrice fondamentale, le recalage et la segmentation 3d de cartes denses de profondeur, le positionnement d'un capteur binoculaire. Toutes ces validations experimentales prouvent le bien-fonde et le caractere generique des methodes robustes originales qui sont proposees.
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Tassart, Olivier. "Mise en correspondance rapide de contours en stéréovision : Application à la modélisation d'environnement d'un robot mobile." Compiègne, 1998. http://www.theses.fr/1998COMP1151.
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Les mines de Douai ont développé un robot mobile autonome utilisant un système de vision stéréoscopique pour fournir des renseignements sur les éléments éloignés et de grande taille et prendre des décisions par anticipation. La carte d'acquisition utilisée dispose d'un système GTR (sobel). A partir du gradient, et en gardant les points de valeur maximale dans sa direction, la carte définit les points appartenant à des contours. Cette méthode répond à notre objectif car elle favorise la rapidité d'exécution au détriment d'une précision qui demeure néanmoins acceptable. A titre comparatif, une programmation récursive de type deriche et il a été montré qu'elle ne répond pas à notre préoccupation. La segmentation des contours est basée sur un découpage récursif, tel celui défini par Pavlidis, compromis entre pertinence des informations obtenues et rapidité d'exécution. L’équation des segments est obtenue par le principe de calcul de Lustman. Nous regroupons alors les segments grâce à des règles géométriques simples. L’information niveaux de gris facilite la mise en correspondance des segments mais présente plusieurs inconvénients. Pour pallier a cela, nous avons regroupé les niveaux de gris par classes puis égalisé les histogrammes droite et gauche. Le traitement du seuillage progressif comporte les phases suivantes : - détermination des seuils pertinents, - seuillage des images, - détermination des rangs de seuillage des contours (relatif à leur chronologie d'apparition dans chacune des images soumises à un seuillage progressif), et de l'amplitude des contours. Cette notion permet d'amener la durée du cycle de stéréovision à 4 secondes (avec un microprocesseur 68 040). Tous les traitements utilisés sont de bas niveau et concevables sur la base d'une logique câblée. Avec une carte électronique dédiée, ces algorithmes sont donc susceptibles de reconstruire une scène en temps réel.
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Albouy, Benjamin. "Relevé volumétrique par stéréovision à partir de deux vues non calibrées : application au suivi thérapeutique d'escarres." Orléans, 2006. http://www.theses.fr/2006ORLE2035.
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Cette thèse est consacrée au développement d'une chaîne complète de reconstruction 3D à partir de deux images prises à main levée par un appareil photo numérique du commerce. L'application visée est le relevé volumétrique d'escarres, pour lequel la stéréovision non calibrée est une approche inédite qui offre beaucoup de flexibilité dans la prise des vues. Les différents algorithmes ont été choisis et optimisés en vue de réduire les erreurs sur le modèle 3D inféré. En particulier, la méthode itérative de mise en correspondance semi-dense développée permet d'obtenir un nombre important d'appariements fiables sur des points de vues éloignés. Basée sur une contrainte épipolaire de plus en plus resserrée, cette méthode affine la géométrie épipolaire et l'auto-calibrage avec un indice de confiance de plus en plus élevé au fil des itérations. À la fin du processus, les appariements sont encore multipliés par corrélation affine à l'intérieur des triangles homologues. La position des points de vues déterminée par l'autocalibrage permet ensuite de reconstruire un modèle 3D par triangulation. Ainsi, deux à trois minutes suffisent pour reconstruire environ 3 000 points à partir d'une paire d'images sur des ordinateurs actuels. Diverses expérimentations évaluent la qualité de la reconstruction de façon objective et quantitative, en comparant les modèles 3D reconstruits à des vérités terrains. Elles permettent notamment de déterminer la configuration optimale des vues, obtenue pour une vergence de 25° et un rapport de distance entre vues de 1,2. Il en découle une erreur sur le calcul volumétrique d'environ 3 %, ce qui est suffisant pour l'application de suivi thérapeutique visée.
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Belhaoua, Abdelkrim. "Planification et automatisation d’une reconstruction 3D par stéréovision : prise en compte des incertitudes et optimisation de l’illumination." Strasbourg, 2011. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2011/BELHAOUA_Abdelkrim_2011.pdf.
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L'automatisation de la numérisation est une étape indispensable au développement de la mesure tridimensionnelle dans différents domaines d'applications, comme par exemple l'évaluation d'objets manufacturés. Le but de ce travail de thèse est d'évaluer la conformité d'objets 3D manufacturés en tenant compte des tolérances géométriques et des incertitudes liées à différentes sources d'erreur. La reconstruction 3D est réalisée à partir d'un capteur stéréoscopique. La qualité de la reconstruction 3D peut être affectée de manière significative par les propriétés d'illumination. Par conséquent, la détermination de paramètres favorables d'illumination est un problème crucial que nous tentons de résoudre en optimisant le placement des sources d'illumination. La quantification des erreurs 3D de mesure fait aussi l'objet de cette thèse. L'estimation des erreurs 3D nous permet d'évaluer la qualité de reconstruction 3D et par conséquent d'augmenter les performances de notre système de mesure 3D. Un système d'évaluation dimensionnelle a été développé dans notre laboratoire. Ce système est composé de deux modules : le premier utilise les graphes de situations qui permettent l'automatisation et la gestion des différentes procédures de la reconstruction 3D. Le deuxième module, appelé HTP (Hierarchical Task Plan) se charge du contrôle de la séquence d'acquisitions ainsi que de la reconstruction 3D complète de l'objet et de son évaluation dimensionnelle. Tous les algorithmes développés ont été validés et intégrés dans ce système entièrement opérationnel, y compris un mécanisme de replanification dynamique permettant de s'adapter automatiquement aux conditions réelles d'acquisitionAutomation of the digitization process is an essential step for the development of three-dimensional measurement in different application areas, such as the evaluation of manufactured objects. The aim of this thesis is to assess the conformity of 3D manufactured objects taking into account the geometric tolerances and uncertainties related to various sources of error. 3D reconstruction is performed using a stereoscopic sensor. The quality of the 3D reconstruction can be significantly affected by the illumination properties. Therefore, the determination of favorable illumination parameters is a crucial problem that we have tried to solve by optimizing the placement of illumination sources. The quantification of the 3D error measurements is also the purpose of this thesis. The estimation of 3D errors allows us to assess the 3D reconstruction quality and thus to increase the performance of the 3D errors. A dimensional evaluation system based on computer vision has been developed in our laboratory. This system consists of two modules: the first one uses Situation Graph Trees that enable automation and management of the different procedures leading to the 3D reconstruction. The second module, called HTP (Hierarchical Task Plan) is in charge of the control of monitoring the acquisition sequence and of the full 3D reconstruction of the object and its dimensional evaluation. All algorithms developed within the framework of this dissertation have been validated and integrated into this fully operational system, including a mechanism for dynamic replanning enabling to adapt automatically the system to the actual acquisition conditions
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Fakhfakh, Nizar. "Détection et localisation tridimensionnelle par stéréovision d'objets en mouvement dans des environnements complexes : application aux passages à niveau." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00618031.
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La sécurité des personnes et des équipements est un élément capital dans le domaine des transports routiers et ferroviaires. Depuis quelques années, les Passages à Niveau (PN) ont fait l'objet de davantage d'attention afin d'accroître la sécurité des usagers sur cette portion route/rail considérée comme dangereuse. Nous proposons dans cette thèse un système de vision stéréoscopique pour la détection automatique des situations dangereuses. Un tel système permet la détection et la localisation d'obstacles sur ou autour du PN. Le système de vision proposé est composé de deux caméras supervisant la zone de croisement. Nous avons développé des algorithmes permettant à la fois la détection d'objets, tels que des piétons ou des véhicules, et la localisation 3D de ces derniers. L'algorithme de détection d'obstacles se base sur l'Analyse en Composantes Indépendantes et la propagation de croyance spatio-temporelle. L'algorithme de localisation tridimensionnelle exploite les avantages des méthodes locales et globales, et est composé de trois étapes : la première consiste à estimer une carte de disparité à partir d'une fonction de vraisemblance basée sur les méthodes locales. La deuxième étape permet d'identifier les pixels bien mis en correspondance ayant des mesures de confiances élevées. Ce sous-ensemble de pixels est le point de départ de la troisième étape qui consiste à ré-estimer les disparités du reste des pixels par propagation de croyance sélective. Le mouvement est introduit comme une contrainte dans l'algorithme de localisation 3D permettant l'amélioration de la précision de localisation et l'accélération du temps de traitement.
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Fakhfakh, Nizar. "Détection et localisation tridimensionnelle par stéréovision d’objets en mouvement dans des environnements complexes : application aux passages à niveau." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2011. http://www.theses.fr/2011ECLI0005/document.
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La sécurité des personnes et des équipements est un élément capital dans le domaine des transports routiers et ferroviaires. Depuis quelques années, les Passages à Niveau (PN) ont fait l’objet de davantage d'attention afin d'accroître la sécurité des usagers sur cette portion route/rail considérée comme dangereuse. Nous proposons dans cette thèse un système de vision stéréoscopique pour la détection automatique des situations dangereuses. Un tel système permet la détection et la localisation d'obstacles sur ou autour du PN. Le système de vision proposé est composé de deux caméras supervisant la zone de croisement. Nous avons développé des algorithmes permettant à la fois la détection d'objets, tels que des piétons ou des véhicules, et la localisation 3D de ces derniers. L'algorithme de détection d'obstacles se base sur l'Analyse en Composantes Indépendantes et la propagation de croyance spatio-temporelle. L'algorithme de localisation tridimensionnelle exploite les avantages des méthodes locales et globales, et est composé de trois étapes : la première consiste à estimer une carte de disparité à partir d'une fonction de vraisemblance basée sur les méthodes locales. La deuxième étape permet d'identifier les pixels bien mis en correspondance ayant des mesures de confiances élevées. Ce sous-ensemble de pixels est le point de départ de la troisième étape qui consiste à ré-estimer les disparités du reste des pixels par propagation de croyance sélective. Le mouvement est introduit comme une contrainte dans l'algorithme de localisation 3D permettant l'amélioration de la précision de localisation et l'accélération du temps de traitementWithin the past years, railways undertakings became interested in the assessment of Level Crossings (LC) safety. We propose in this thesis an Automatic Video-Surveillance system (AVS) at LC for an automatic detection of specific events. The system allows automatically detecting and 3D localizing the presence of one or more obstacles which are motionless at the level crossing. Our research aims at developing an AVS using the passive stereo vision principles. The proposed imaging system uses two cameras to detect and localize any kind of object lying on a railway level crossing. The cameras are placed so that the dangerous zones are well (fully) monitored. The system supervises and estimates automatically the critical situations by detecting objects in the hazardous zone defined as the crossing zone of a railway line by a road or path. The AVS system is used to monitor dynamic scenes where interactions take place among objects of interest (people or vehicles). After a classical image grabbing and digitizing step, the processing is composed of the two following modules: moving and stationary objects detection and 3-D localization. The developed stereo matching algorithm stems from an inference principle based on belief propagation and energy minimization. It takes into account the advantages of local methods for reducing the complexity of the inference step achieved by the belief propagation technique which leads to an improvement in the quality of results. The motion detection module is considered as a constraint which allows improving and speeding up the 3D localization algorithm
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Benzougar, Abdeljabar. "Perception de la profondeur en stéréovision monoculaire par exploitation du flou optique : approche basée sur les moments spatiaux." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2301.
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Nous proposons une nouvelle methode de stereovision monoculaire par exploitation du flou optique. L'objectif de cette methode est le calcul de la carte des profondeurs d'une scene reelle par la mesure du flou optique existant sur les objets qui constituent cette scene. La mesure que nous proposons est basee sur la technique des moments spatiaux. Le moment spatial monodimensionnel d'ordre deux est estime sur la derivee de l'image floue, dans la direction du gradient. Cette estimation se decompose alors en deux composantes. Une premiere composante est liee au profil de l'image nette, la seconde est le moment d'ordre deux de la reponse impulsionnelle du systeme optique. La methode proposee ne requiert aucune modelisation ni de la reponse impulsionnelle ni du profile de luminance de l'image nette. Le systeme de stereovision developpe utilise deux images floues de la meme scene, acquises avec deux ouvertures differentes. Les resultats experimentaux montrent que, non seulement la faisabilite d'une mesure de la profondeur par une approche exploitant le flou optique est effective, mais que les performances obtenues sont comparables a celles obtenues par d'autres methodes.