RECALAGE DE SEQUENCES SPATIALES D'IMAGES 3D EN VUE DE L'ANALYSE ET DE LA RECONSTRUCTION DIMENSIONNELLES DE SURFACES LIBRES PDF Download
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Author: CHRISTOPHE.. SCHOENENBERGER
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 168
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Book Description
SI L'ON DESIRE ATTEINDRE UNE BONNE RESOLUTION ET/OU PRECISION, LA RECONSTRUCTION OU L'INSPECTION 3D DE PIECES PLUS GRANDES QUE LE CHAMP DE VUE D'UNE IMAGE NECESSITE, EN GENERAL, L'APPLICATION D'UN BALAYAGE DE LA SCENE EN VUE DE COUVRIR L'INTEGRALITE DE LA ZONE D'INTERET. DANS CE BUT, LE TRAVAIL PRESENTE DANS CETTE THESE PORTE SUR L'ETUDE D'UNE METHODE DE RECALAGE DE SEQUENCES SPATIALES D'IMAGES DE SURFACES DE FORME LIBRE EN VUE D'UNE ANALYSE DIMENSIONNELLE ET/OU D'UNE RECONSTRUCTION 3D DE PIECES MANUFACTUREES. LES SURFACES SONT REPRESENTEES PAR DES COLLECTIONS DE POINTS 3D OBTENUS PAR PROJECTION D'UNE LUMIERE STRUCTUREE SUR L'OBJET A ANALYSER, POUR DIFFERENTES POSITIONS DE PRISE DE VUES. LE RECALAGE EST BASE SUR UNE TECHNIQUE ITERATIVE MINIMISANT LA DISTANCE EUCLIDIENNE MOYENNE DANS LA ZONE DE RECOUVREMENT ENTRE LES DEUX IMAGES A RECALER. CETTE ZONE EST DETERMINEE AUTOMATIQUEMENT EN UTILISANT DES CRITERES DYNAMIQUES AFIN DE LIMITER SIGNIFICATIVEMENT LA QUANTITE D'INFORMATION A TRAITER. DANS LE BUT D'OBTENIR UNE MISE EN CORRESPONDANCE PRECISE, DEUX TECHNIQUES D'INTERPOLATION DE POINTS 3D ONT ETE DEVELOPPEES, L'UNE BASEE SUR LES SPLINES DE LISSAGE, L'AUTRE SUR LES NURBS. ENFIN, LA TRANSFORMATION RIGIDE OPTIMALE ENTRE DEUX IMAGES CONSECUTIVES DE LA SEQUENCE A RECALER EST CALCULEE A L'AIDE D'UNE TECHNIQUE REPOSANT SUR LES QUATERNIONS UNITAIRES AFIN D'EXPRIMER TOUS LES NUAGES DE POINTS DANS UN REFERENTIEL UNIQUE. UNE ETUDE COMPARATIVE DES DEUX VERSIONS DE L'ALGORITHME DEVELOPPE A MONTRE QUE LA PRECISION FINALE SUR LE RECALAGE EST DE L'ORDRE DE 15 A 50M ET DEPEND DU TYPE D'OBJETS ET DE LA TAILLE DE LA SEQUENCE D'IMAGES (IMAGE 512*512 PIXELS, CHAMP DE VUE 5CM*5CM).
Author: CHRISTOPHE.. SCHOENENBERGER
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 168
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Book Description
SI L'ON DESIRE ATTEINDRE UNE BONNE RESOLUTION ET/OU PRECISION, LA RECONSTRUCTION OU L'INSPECTION 3D DE PIECES PLUS GRANDES QUE LE CHAMP DE VUE D'UNE IMAGE NECESSITE, EN GENERAL, L'APPLICATION D'UN BALAYAGE DE LA SCENE EN VUE DE COUVRIR L'INTEGRALITE DE LA ZONE D'INTERET. DANS CE BUT, LE TRAVAIL PRESENTE DANS CETTE THESE PORTE SUR L'ETUDE D'UNE METHODE DE RECALAGE DE SEQUENCES SPATIALES D'IMAGES DE SURFACES DE FORME LIBRE EN VUE D'UNE ANALYSE DIMENSIONNELLE ET/OU D'UNE RECONSTRUCTION 3D DE PIECES MANUFACTUREES. LES SURFACES SONT REPRESENTEES PAR DES COLLECTIONS DE POINTS 3D OBTENUS PAR PROJECTION D'UNE LUMIERE STRUCTUREE SUR L'OBJET A ANALYSER, POUR DIFFERENTES POSITIONS DE PRISE DE VUES. LE RECALAGE EST BASE SUR UNE TECHNIQUE ITERATIVE MINIMISANT LA DISTANCE EUCLIDIENNE MOYENNE DANS LA ZONE DE RECOUVREMENT ENTRE LES DEUX IMAGES A RECALER. CETTE ZONE EST DETERMINEE AUTOMATIQUEMENT EN UTILISANT DES CRITERES DYNAMIQUES AFIN DE LIMITER SIGNIFICATIVEMENT LA QUANTITE D'INFORMATION A TRAITER. DANS LE BUT D'OBTENIR UNE MISE EN CORRESPONDANCE PRECISE, DEUX TECHNIQUES D'INTERPOLATION DE POINTS 3D ONT ETE DEVELOPPEES, L'UNE BASEE SUR LES SPLINES DE LISSAGE, L'AUTRE SUR LES NURBS. ENFIN, LA TRANSFORMATION RIGIDE OPTIMALE ENTRE DEUX IMAGES CONSECUTIVES DE LA SEQUENCE A RECALER EST CALCULEE A L'AIDE D'UNE TECHNIQUE REPOSANT SUR LES QUATERNIONS UNITAIRES AFIN D'EXPRIMER TOUS LES NUAGES DE POINTS DANS UN REFERENTIEL UNIQUE. UNE ETUDE COMPARATIVE DES DEUX VERSIONS DE L'ALGORITHME DEVELOPPE A MONTRE QUE LA PRECISION FINALE SUR LE RECALAGE EST DE L'ORDRE DE 15 A 50M ET DEPEND DU TYPE D'OBJETS ET DE LA TAILLE DE LA SEQUENCE D'IMAGES (IMAGE 512*512 PIXELS, CHAMP DE VUE 5CM*5CM).
Author: Vincent Frémont
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 164
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Book Description
Ce sujet de thèse porte sur la mise au point de méthodologies d'analyse spatio-temporelle pour la reconstruction 3D d'environnements quelconques. Il s'agit d'obtenir des modèles 3D de scènes ou d'objets à partir d'une séquence d'images vidéo étalonnée ou non. L'idée développée tout au long de cette thèse est de contraindre le lieu géométrique des primitives images (ici des points) à travers la séquence, pour réduire l'espace des solutions du problème 3D et ainsi, permettre de remonter de l'espace en deux dimensions (les images) vers un résultat tridimensionnel (la scène ou l'objet 3D). Dans le cadre de notre travail, la précision dimensionnelle n'est pas un impératif absolu tout comme le temps de calcul dans la mesure où la reconstruction n'a pas à être réalisée en temps réel. Par ailleurs, le mouvement de la caméra est libre et ce dernier peut être mu selon les besoins de la reconstruction. Ces degrés de liberté, augmentés de connaissances locales au niveau de la scène ou de l'objet, nous permettent de choisir librement le type de contraintes à introduire pour réduire l'espace des solutions et pouvoir arriver à une interprétation unique. Ainsi, pour un objet en mouvement de rotation axiale, un rayon et une hauteur caractérisent le lieu géométrique des solutions 3D. Pour un mouvement libre, la connaissance de six points dans la scène dont quatre sont coplanaires, permet de définir les trajectoires des points image dans une base homographique. La principale contribution de cette thèse est de développer des algorithmes de reconstruction 3D originaux permettant d'utiliser au mieux l'ensemble des données de la séquence d'images, en contraignant le lieu géométrique des primitives d'un point de vue spatio-temporel.
Author: Mathieu Salzmann
Publisher: Morgan & Claypool Publishers
ISBN: 1608455831
Category : Computers
Languages : en
Pages : 114
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7. Future directions -- Bibliography -- Authors' biographies.
Author: Christian Nitschke
Publisher: diplom.de
ISBN: 3956362012
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 153
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Inhaltsangabe:Introduction: Reconstruction of real-world scenes from a set of multiple images is a topic in Computer Vision and 3D Computer Graphics with many interesting applications. There is a relation to Augmented and Mixed Reality (AR/MR), Computer-Supported Collaborative Work (CSCW), Computer-Aided industrial/architectural Design (CAD), modeling of the real-world (e.g. computer games, scenes/effects in movies), entertainment (e.g. 3D TV/Video) and recognition/analyzing of real-world characteristics by computer systems and robots. There exists a powerful algorithm theory for shape reconstruction from arbitrary viewpoints, called shape from photo-consistency. However, it is computationally expensive and hence can not be used with applications in the field of 3D video or CSCW as well as interactive 3D model creation. Attempts have been made to achieve real-time framerates using PC cluster systems. While these provide enough performance they are also expensive and less flexible. Approaches that use GPU hardware-acceleration on single workstations achieve interactive framerates for novel-view synthesis, but do not provide an explicit volumetric representation of the whole scene. The proposed approach shows the efforts in developing a GPU hardware-accelerated framework for obtaining the volumetric photo hull of a dynamic 3D scene as seen from multiple calibrated cameras. High performance is achieved by employing a shape from silhouette technique in advance to obtain a tight initial volume for shape from photo-consistency. Also several speed-up techniques are presented to increase efficiency. Since the entire processing is done on a single PC, the framework can be applied to mobile setups, enabling a wide range of further applications. The approach is explained using programmable vertex and fragment processors and compared to highly optimized CPU implementations. It is shown that the new approach can outperform the latter by more than one magnitude. The thesis is organized as follows: Chapter 1 contains an introduction, giving an overview with classification of related techniques, statement of the main problem, novelty of the proposed approach and its fields of application. Chapter 2 surveys related work in the area of dynamic scene reconstruction by shape from silhouette and shape from photo-consistency. The focus lies on high performance reconstruction and hardware-acceleration. Chapter 3 introduces the theoretical basis for the proposed [...]
Author: DAVID.. ROUSSEL
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 216
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CETTE THESE S'INTERESSE A LA RECONSTRUCTION DES SURFACES D'OBJETS NON POLYEDRIQUES. DANS LE CONTEXTE D'UNE STEREO-ACQUISITION, NOUS FAISONS L'HYPOTHESE QUE LES CONTOURS APPARIES AU SEIN D'UNE PAIRE D'IMAGES DECRIVENT LES COURBES DE L'ESPACE LE LONG DESQUELLES LES SURFACES DES OBJETS POSSEDENT DES PLANS TANGENTS DISCONTINUS. IDEALEMENT, CES CONTOURS FORMENT DES CYCLES ET CHAQUE CYCLE ENFERME UNE REGION DE PIXELS QUI CORRESPOND DANS L'ESPACE A L'UNE DES SURFACES A RECONSTRUIRE. UNE TELLE SURFACE EST ELLE-MEME EN APPUI SUR UNE COURBE FERMEE DONT LA PROJECTION N'EST AUTRE QU'UN DES CYCLES DE CONTOURS. DANS CE CADRE, NOUS EXPOSONS PLUSIEURS PRINCIPES GEOMETRIQUES QUI PERMETTENT DE DETERMINER, PAR RAFFINEMENTS SUCCESSIFS, LA FORME DES SURFACES A L'INTERIEUR DE CHAQUE COURBE FERMEE PREALABLEMENT RECONSTRUITE. CES PRINCIPES PERMETTENT EN PARTICULIER DE COMBINER LA PHOTOMETRIE DES IMAGES AVEC LE MODELE D'ECLAIREMENT DIFFUS. LA TECHNIQUE DE RECONSTRUCTION SUR LAQUELLE NOUS AVONS TRAVAILLE CONSISTE A DEFINIR UNE SURFACE PARAMETRIQUE EN APPUI SUR UNE COURBE FERMEE GRACE A LA DEFINITION DES CONDITIONS AUX LIMITES DE CETTE SURFACE LE LONG DE LA COURBE SUR LAQUELLE ELLE S'APPUIE. NOTRE APPROCHE CONSISTE DONC A CONSTRUIRE DES ENSEMBLES DE COURBES FERMEES DANS L'ESPACE A PARTIR DE LA RECONSTRUCTION DES CONTOURS OBSERVES DANS LA PAIRE D'IMAGE. PUIS, D'UTILISER LA PHOTOMETRIE DES OBJETS DE LA SCENE POUR DETERMINER L'ORIENTATION DES SURFACES EN APPUI SUR LES COURBES FERMEES. APRES AVOIR CONSTRUIT UNE PREMIERE HYPOTHESE DE SURFACE A PARTIR DE CES CONDITIONS AUX LIMITES, CELLE-CI EST ENSUITE RAFFINEE PAR UNE NOUVELLE UTILISATION DU MODELE PHOTOMETRIQUE DE MANIERE A PRENDRE EN COMPTE LES OSCILLATIONS DE LA SURFACE EN DEHORS DU VOISINAGE IMMEDIAT DES COURBES FERMEES. LE MODELE GEOMETRIQUE ADOPTE, TANT DU POINT DE VUE DES CONCEPTS TOPOLOGIQUES QUE DE CELUI DU FORMALISME DE SURFACES LIBRES, AINSI QUE L'USAGE DE MODELES D'ECLAIREMENT SIMPLE ONT APPORTE A CETTE ETUDE UNE STRUCTURE POUR LES TRAITEMENTS RELATIFS A L'ANALYSE D'IMAGE NECESSAIRES A LA RECONSTRUCTION D'OBJETS. AINSI, LE PRINCIPE DE CETTE RECONSTRUCTION EST DE PROCEDER PAR DES ANALYSES LOCALES TANT AU NIVEAU DE L'UTILISATION DES CONTOURS QUE DE L'ANALYSE PHOTOMETRIQUE, CE QUI EVITE LES TRAITEMENTS GLOBAUX TELS QUE LA CORRELATION (POUR LA STEREO) OU LE SHAPE FROM SHADING (POUR L'ANALYSE PHOTOMETRIQUE).
Author: Theo Moons
Publisher: Now Publishers Inc
ISBN: 1601982844
Category : Computers
Languages : en
Pages : 128
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Book Description
The issue discusses methods to extract 3-dimensional (3D) models from plain images. In particular, the 3D information is obtained from images for which the camera parameters are unknown. The principles underlying such uncalibrated structure-from-motion methods are outlined. First, a short review of 3D acquisition technologies puts such methods in a wider context, and highlights their important advantages. Then, the actual theory behind this line of research is given. The authors have tried to keep the text maximally self-contained, therefore also avoiding to rely on an extensive knowledge of the projective concepts that usually appear in texts about self-calibration 3D methods. Rather, mathematical explanations that are more amenable to intuition are given. The explanation of the theory includes the stratification of reconstructions obtained from image pairs as well as metric reconstruction on the basis of more than 2 images combined with some additional knowledge about the cameras used. Readers who want to obtain more practical information about how to implement such uncalibrated structure-from-motion pipelines may be interested in two more Foundations and Trends issues written by the same authors. Together with this issue they can be read as a single tutorial on the subject.
Author: Jean-Denis Durou
Publisher: Springer Nature
ISBN: 3030518663
Category : Computers
Languages : en
Pages : 239
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Book Description
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: Calum Burns
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
La reconstruction 3D multi-vue atteint désormais un niveau de maturité industrielle : des utilisateurs non-experts peuvent produire des modèles 3D large-échelle de qualité à l'aide de logiciels commerciaux. Ces reconstructions utilisent des capteurs haut de gamme comme des LIDAR ou des appareils photos de type DSLR, montés sur un trépied et déplacés autour de la scène. Ces protocoles d'acquisition sont mal adaptés à l'inspection d'infrastructures de grande taille, à géométrie complexe. Avec l'évolution rapide des capacités des micro-drones, il devient envisageable de leur confier ce type de tâche. Un tel choix modifie les données d'acquisition : on passe d'un ensemble restreint de photos de qualité, soigneusement acquises par l'opérateur, à une séquence d'images à cadence vidéo, sujette à des variations de qualité image dues, par exemple, au bougé et au défocus.Les données vidéo posent problème aux logiciels de photogrammétrie du fait de la combinatoire élevée engendrée par le grand nombre d'images. Nous proposons d'exploiter l'intégralité des images en deux étapes. Au cours de la première, la reconstruction 3D est obtenue en sous-échantillonnant temporellement la séquence, lors de la seconde, la restitution haute résolution de texture est obtenue en exploitant l'ensemble des images. L'intérêt de la texture est de permettre de visualiser des détails fins du modèle numérisé qui ont été perdus dans le bruit géométrique de la reconstruction. Cette augmentation de qualité se fait via des techniques de Super Résolution (SR).Pour atteindre cet objectif nous avons conçu et réalisé une chaîne algorithmique prenant, en entrée, la séquence vidéo acquise et fournissant, en sortie, un modèle 3D de la scène avec une texture sur-résolue. Cette chaîne est construite autour d'un algorithme de reconstruction 3D multi-vues de l'état de l'art pour la partie géométrique.Une contribution centrale de notre chaîne est la méthode de recalage employée afin d'atteindre la précision sub-pixellique requise pour la SR. Contrairement aux données classiquement utilisées en SR, nos prises de vues sont affectées par un mouvement 3D, face à une scène à géométrie 3D, ce qui entraîne des mouvements image complexes. La précision intrinsèque des méthodes de reconstruction 3D est insuffisante pour effectuer un recalage purement géométrique, ainsi nous appliquons un raffinement supplémentaire par flot optique. Le résultat de cette méthode de restitution de texture SR est d'abord comparée qualitativement à une approche concurrente de l'état de l'art.Ces appréciations qualitatives sont renforcées par une évaluation quantitative de qualité image. Nous avons à cet effet élaboré un protocole d'évaluation quantitatif de techniques de SR appliquées sur des surfaces 3D. Il est fondé sur l'utilisation de mires fractales binaires, initialement proposées par S. Landeau. Nous avons étendu ces idées au contexte de SR sur des surfaces courbes. Cette méthode est employée ici pour valider les choix de notre méthode de SR, mais elle s'applique à l'évaluation de toute texturation de modèle 3D.Enfin, les surfaces spéculaires présentes dans les scènes induisent des artefacts au niveau des résultats de SR en raison de la perte de photoconsistence des pixels au travers des images à fusionner. Pour traiter ce problème nous avons proposé deux méthodes correctives permettant de recaler photométriquement nos images et restaurer la photoconsistence. La première méthode est basée sur une modélisation des phénomènes d'illumination dans un cas d'usage particulier, la seconde repose sur une égalisation photométrique locale. Les deux méthodes testées sur des données polluées par une illumination variable s'avèrent effectivement capables d'éliminer les artefacts.
Author: Sanghyuk Woo
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 139
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Book Description
Author: Redouane Khemmar
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 163
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Book Description
La mise en œuvre d'un système complet de reconstruction 3D d’objets quasi-polyédriques par vision par ordinateur, par exemple en vue d’une inspection et d’un contrôle qualité, nécessite de coordonner un ensemble de processus complexes permettant l'acquisition et l’analyse des données image, leur évaluation dimensionnelle ainsi que leur comparaison avec un modèle de référence. Notre contribution porte sur le développement d'un système de vision reposant sur une gestion automatique des traitements permettant une analyse dimensionnelle complète d'une pièce manufacturée incluant des surfaces gauches, et autorisant le contrôle de têtes de mesure variées. Il met à profit des connaissances conceptuelles a priori portant non seulement sur l'objet à analyser, mais également sur son environnement, et s'articule autour de la coopération de deux modules distincts. Le premier module, organisant et contrôlant le déroulement de l’application, repose sur une synthèse des connaissances a priori liées au modèle de l'objet ainsi qu'au système d'acquisition. Plus spécifiquement, la séquence de traitements est élaborée hors-ligne et planifie la reconstruction 3D complète de l'objet et son évaluation. Le second exploite le formalisme des arbres de graphes de situation et réalise, en ligne, les opérations d'acquisition et de reconstruction partielle planifiées. Il est également capable de s'adapter dynamiquement aux conditions réelles de prise de vue et de modifier automatiquement les conditions effectives d'acquisition et de traitement des données. Enfin, dans le but d'automatiser complètement la chaîne de traitements, une procédure de détourage de l'objet du fond de l'image a été développée. Afin d'éviter tout post-traitement, une approche de segmentation par contours actifs a été privilégiée et une méthode de réglage des paramètres par plans d'expériences a été adoptée. L’ensemble des développements a été partiellement validé par application à l’évaluation d’une pale de turbine.
