Adaptation d'un système de reconstruction de modèles numériques 3D à partir de photographies face aux connaissances de l'utilisateur PDF Download
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Author: Sébastien Dedieu
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Languages : fr
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Book Description
Dans le cadre de la synthèse d'images 3D, le modèle numérique d'une scène est traditionnellement conçu à l'aide de logiciels complexes d'utilisation appelés modeleurs, puis est fourni à un logiciel de rendu qui produit l'image. Récemment, des méthodes de reconstruction basées sur l'utilisation de données photographiques ont émergé. La direction que nous suivons dans les travaux présentés ici consiste à intégrer l'utilisateur à ce processus de reconstruction de façon à résoudre les ambigui͏̈tés et les imprécisions. Nous nous sommes particulièrement intéressés aux apports de connaissances que peut fournir l'utilisateur tant sur la géométrie de la scène (coordonnées, contraintes métriques ou angulaires) que sur les propriétés de l'appareil photographique. Nous proposons ainsi un algorithme itératif appelé ajustement de faisceaux s'adaptant aux informations disponibles. Même dans le cas défavorable où l'utilisateur ne fournit aucune donnée sur la scène à reconstruire, le système de reconstruction reste opérationnel (auto-calibrage). Dans le but d'habiller au mieux un modèle géométrique ainsi obtenu, nous proposons une méthode d'extraction de textures paramétrable prenant en compte l'orientation de la surface et sa prépondérance par rapport aux différents clichés photographiques. Enfin, dans l'objectif de reconstruire des objets toujours plus complexes, nous proposons aussi un moyen de représenter et calculer le modèle numérique de certains objets aux formes douces (formes pour lesquelles un nombre important de polygones serait nécessaire pour avoir une approximation raisonnable). Pour valider la robustesse de nos différentes techniques, un logiciel a été développé, Reality. Il permet notamment de reconstruire une scène à partir de points associés sur les photographies (approche constructive) et d'utiliser des objets géométriques déjà connus tels que des boites et des cylindres (approche par reconnaissance) dans le but d'accélérer la constitution du modèle.
Author: Sébastien Dedieu
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Dans le cadre de la synthèse d'images 3D, le modèle numérique d'une scène est traditionnellement conçu à l'aide de logiciels complexes d'utilisation appelés modeleurs, puis est fourni à un logiciel de rendu qui produit l'image. Récemment, des méthodes de reconstruction basées sur l'utilisation de données photographiques ont émergé. La direction que nous suivons dans les travaux présentés ici consiste à intégrer l'utilisateur à ce processus de reconstruction de façon à résoudre les ambigui͏̈tés et les imprécisions. Nous nous sommes particulièrement intéressés aux apports de connaissances que peut fournir l'utilisateur tant sur la géométrie de la scène (coordonnées, contraintes métriques ou angulaires) que sur les propriétés de l'appareil photographique. Nous proposons ainsi un algorithme itératif appelé ajustement de faisceaux s'adaptant aux informations disponibles. Même dans le cas défavorable où l'utilisateur ne fournit aucune donnée sur la scène à reconstruire, le système de reconstruction reste opérationnel (auto-calibrage). Dans le but d'habiller au mieux un modèle géométrique ainsi obtenu, nous proposons une méthode d'extraction de textures paramétrable prenant en compte l'orientation de la surface et sa prépondérance par rapport aux différents clichés photographiques. Enfin, dans l'objectif de reconstruire des objets toujours plus complexes, nous proposons aussi un moyen de représenter et calculer le modèle numérique de certains objets aux formes douces (formes pour lesquelles un nombre important de polygones serait nécessaire pour avoir une approximation raisonnable). Pour valider la robustesse de nos différentes techniques, un logiciel a été développé, Reality. Il permet notamment de reconstruire une scène à partir de points associés sur les photographies (approche constructive) et d'utiliser des objets géométriques déjà connus tels que des boites et des cylindres (approche par reconnaissance) dans le but d'accélérer la constitution du modèle.
Author: Olivier Chassagneux
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Languages : fr
Pages : 167
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La création d'un modèle de tête humaine à partir d'images photographiques numériques n'est pas une tâche aisée car elle renvoie à la grande variabilité morphologique des visages. Il existe deux méthodes principales pour obtenir un modèle de visage : La numérisation d'une référence physique et la modification d'un modèle existant. N'ayant en entrée que des photographies numériques de la tête, fournies en basse résolution par l'utilisateur et sans aucune connaissance sur les conditions de prise de vue, la deuxième solution reste la plus adaptée. En effet, les domaines applicatifs visés sont la personnification dans les jeux vidéos ou la téléphonie mobile. Nous avons choisi d'extraire des photographies, les informations géométriques sur les "entités morphologiques" d'un visage (informations morpho-métriques comme la hauteur et la largeur du visage, la position des yeuxou de la bouche...), de manière automatique et sur un minimum de prises de vue. Puis, nous réinjectons ces données, dans un modèle dit "générique" qui est ensuite déformé pour s'adapter aux informations extraites des photographies nuimériques de la tête. Après une étape de détourage du visage, la détermination des invariants d'un visage fait appel à des algorithmes de traitement d'imagedérivés de méthodes de croissance de régions, de contours actifs ainsi que d'appariement de gabarits. NOus reconstruisons alors, une texture à partir des photographies fournies, pour ensuite, la plaquer sur lemodèle, préalablement déformé à l'aide de méthodes issues de la déformation de formes libres. Nous utilisons une modèle musculaire afin de donner différentes expressions au visage virtuel reconstruit ; afin de réaliser une animartion faciale automatique à l'aide d'expresssions et de phonèmes pour la génération de paroles. Dans la première partie, nous nous inréression à l'amélioration du rendu de l'apparence visulle de la peau. Nous nous appuyons sur une connaissance des propriétés optiques des milieux diffusants multicouches. C'est ainsi que nous proposons de modéliser la peau humaine dans son interaction avec la lumière et d'accélérer les calculs à l'aide des fonctionnalités de programmation des dernières générations de cartes graphiques, afin d'améliorer la qualité du rendu en temps réel.
Author: Jean-Denis Durou
Publisher: Springer Nature
ISBN: 3030518663
Category : Computers
Languages : en
Pages : 239
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This book presents the latest advances in photometric 3D reconstruction. It provides the reader with an overview of the state of the art in the field, and of the latest research into both the theoretical foundations of photometric 3D reconstruction and its practical application in several fields (including security, medicine, cultural heritage and archiving, and engineering). These techniques play a crucial role within such emerging technologies as 3D printing, since they permit the direct conversion of an image into a solid object. The book covers both theoretical analysis and real-world applications, highlighting the importance of deepening interdisciplinary skills, and as such will be of interest to both academic researchers and practitioners from the computer vision and mathematical 3D modeling communities, as well as engineers involved in 3D printing. No prior background is required beyond a general knowledge of classical computer vision models, numerical methods for optimization, and partial differential equations.
Author: Thomas Butzbach
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Languages : fr
Pages : 128
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Author: Jérôme Demantke
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Languages : fr
Pages : 0
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On souhaite détecter puis modéliser les façades de bâtiments à partir des données acquises par le véhicule de numérisation mobile de l'ign, le Stéréopolis. Il s'agit de trouver une représentation géométrique des façades adapté aux données (signal lidar/laser et images optiques).La méthode doit être automatique et rendre possible la modélisation d'un grand nombre de façades afin de contribuer à la production de maquettes numériques de villes. Les verrous techniques proviennent de l'acquisition mobile en environnement urbain non contrôlé (géo référencement du véhicule, densité variable de points lidar...), ils proviennent du signal lidar, issu d'une technologie relativement récente et pour lequel le processus de traitement n'est pas encore consensuel : faut-il exploiter ou non la géométrie capteur ? Enfin, la quantité de données pose le problème du passage à l'échelle. Afin d'analyser la géométrie des nuages de points 3D lidar, nous avons proposé des attributs décrivant pour chaque point la forme de l'environnement local (linéaire-1D, planaire-2D ou volumique-3D).Les plans principaux des façades sont extraits automatiquement des données lidar grâce à un algorithme streamé de détection de rectangles verticaux. Nous avons développé deux modèles qui sont initialisés par ces rectangles. Une grille irrégulière dont chaque case, parallèle au plan principal peut avancer ou reculer. Une grille déformable qui est ''poussée par les rayons lasers jusqu'aux points lasers' 'Enfin, nous avons montré comment la grille déformable peut être rendue cohérente avec les images optiques en alignant les discontinuités géométriques de la grille avec des discontinuités radiométriques des images.
Author: Sanghyuk Woo
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Languages : fr
Pages : 139
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Author: Thibault Groueix
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Languages : fr
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L'objectif de cette thèse est de développer des approches d'apprentissage profond pour modéliser et analyser les formes 3D. Les progrès dans ce domaine pourraient démocratiser la création artistique d'actifs 3D, actuellement coûteuse en temps et réservés aux experts du domaine. Nous nous concentrons en particulier sur deux tâches clefs pour la modélisation 3D : la reconstruction à vue unique et la mise en correspondance de formes.Une méthode de reconstruction à vue unique (SVR) prend comme entrée une seule image et prédit le monde physique qui a produit cette image. SVR remonte aux premiers jours de la vision par ordinateur. Étant donné que plusieurs configurations de formes, de textures et d'éclairage peuvent expliquer la même image il faut formuler des hypothèses sur la distribution d'images et de formes 3D pour résoudre l'ambiguïté. Dans cette thèse, nous apprenons ces hypothèses à partir de jeux de données à grande échelle au lieu de les concevoir manuellement. Les méthodes d'apprentissage nous permettent d'effectuer une reconstruction complète et réaliste de l'objet, y compris des parties qui ne sont pas visibles dans l'image d'entrée.La mise en correspondance de forme vise à établir des correspondances entre des objets 3D. Résoudre cette tâche nécessite à la fois une compréhension locale et globale des formes 3D qui est difficile à obtenir explicitement. Au lieu de cela, nous entraînons des réseaux neuronaux sur de grands jeux de données pour capturer ces connaissances implicitement.La mise en correspondance de forme a de nombreuses applications en modélisation 3D telles que le transfert d'attribut, le gréement automatique pour l'animation ou l'édition de maillage.La première contribution technique de cette thèse est une nouvelle représentation paramétrique des surfaces 3D modélisées par les réseaux neuronaux. Le choix de la représentation des données est un aspect critique de tout algorithme de reconstruction 3D. Jusqu'à récemment, la plupart des approches profondes en génération 3D prédisaient des grilles volumétriques de voxel ou des nuages de points, qui sont des représentations discrètes. Au lieu de cela, nous présentons une approche qui prédit une déformation paramétrique de surface, c'est-à-dire une déformation d'un modèle source vers une forme objectif. Pour démontrer les avantages ses avantages, nous utilisons notre nouvelle représentation pour la reconstruction à vue unique. Notre approche, baptisée AtlasNet, est la première approche profonde de reconstruction à vue unique capable de reconstruire des maillages à partir d'images sans s'appuyer sur un post-traitement indépendant, et peut le faire à une résolution arbitraire sans problèmes de mémoire. Une analyse plus détaillée d'AtlasNet révèle qu'il généralise également mieux que les autres approches aux catégories sur lesquelles il n'a pas été entraîné.Notre deuxième contribution est une nouvelle approche de correspondance de forme purement basée sur la reconstruction par des déformations. Nous montrons que la qualité des reconstructions de forme est essentielle pour obtenir de bonnes correspondances, et donc introduisons une optimisation au moment de l'inférence pour affiner les déformations apprises. Pour les humains et d'autres catégories de formes déformables déviant par une quasi-isométrie, notre approche peut tirer parti d'un modèle et d'une régularisation isométrique des déformations. Comme les catégories présentant des variations non isométriques, telles que les chaises, n'ont pas de modèle clair, nous apprenons à déformer n'importe quelle forme en n'importe quelle autre et tirons parti des contraintes de cohérence du cycle pour apprendre des correspondances qui respectent la sémantique des objets. Notre approche de correspondance de forme fonctionne directement sur les nuages de points, est robuste à de nombreux types de perturbations, et surpasse l'état de l'art de 15% sur des scans d'humains réels.
Author: Julien Moreau
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Languages : fr
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Cette recherche vise à la modélisation 3D depuis un système de vision fisheye embarqué, utilisée pour une application GNSS dans le cadre du projet Predit CAPLOC. La propagation des signaux satellitaires en milieu urbain est soumise à des réflexions sur les structures, altérant la précision et la disponibilité de la localisation. L'ambition du projet est (1) de définir un système de vision omnidirectionnelle capable de fournir des informations sur la structure 3D urbaine et (2) de montrer qu'elles permettent d'améliorer la localisation.Le mémoire expose les choix en (1) calibrage automatique, (2) mise en correspondance entre images, (3) reconstruction 3D ; chaque algorithme est évalué sur images de synthèse et réelles. De plus, il décrit une manière de corriger les réflexions des signaux GNSS depuis un nuage de points 3D pour améliorer le positionnement. En adaptant le meilleur de l'état de l'art du domaine, deux systèmes sont proposés et expérimentés. Le premier est un système stéréoscopique à deux caméras fisheye orientées vers le ciel. Le second en est l'adaptation à une unique caméra.Le calibrage est assuré à travers deux étapes : l'algorithme des 9 points adapté au modèle « équisolide » couplé à un RANSAC, suivi d'un affinement par optimisation Levenberg-Marquardt. L'effort a été porté sur la manière d'appliquer la méthode pour des performances optimales et reproductibles. C'est un point crucial pour un système à une seule caméra car la pose doit être estimée à chaque nouvelle image.Les correspondances stéréo sont obtenues pour tout pixel par programmation dynamique utilisant un graphe 3D. Elles sont assurées le long des courbes épipolaires conjuguées projetées de manière adaptée sur chaque image. Une particularité est que les distorsions ne sont pas rectifiées afin de ne pas altérer le contenu visuel ni diminuer la précision. Dans le cas binoculaire il est possible d'estimer les coordonnées à l'échelle. En monoculaire, l'ajout d'un odomètre permet d'y arriver. Les nuages successifs peuvent être calés pour former un nuage global en SfM.L'application finale consiste dans l'utilisation du nuage 3D pour améliorer la localisation GNSS. Il est possible d'estimer l'erreur de pseudodistance d'un signal après multiples réflexions et d'en tenir compte pour une position plus précise. Les surfaces réfléchissantes sont modélisées grâce à une extraction de plans et de l'empreinte des bâtiments. La méthode est évaluée sur des paires d'images fixes géo-référencées par un récepteur bas-coût et un récepteur GPS RTK (vérité terrain). Les résultats montrent une amélioration de la localisation en milieu urbain.
Author: Wanda J. Orlikowski
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ISBN: 9781021176851
Category : Business & Economics
Languages : en
Pages : 0
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Book Description
Author: Ulrich Sigwart
Publisher: Thieme-Stratton Corporation
ISBN: 9780865771468
Category : Angiocardiography
Languages : en
Pages : 327
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