Mise en correspondance active et passive pour la vision par ordinateur multivue

Papyrus

http://hdl.handle.net/1866/17860

Résumé

Cette thèse explore la mise en correspondance entre vues multiples, une branche importante de la vision par ordinateur. Une vue peut être un appareil passif comme une caméra ou un système actif tel qu’un projecteur multimédia. L’objectif est de trouver les pixels appartenant à différentes vues qui correspondent au même point 3D. Plusieurs nouvelles méthodes actives et passives utilisant des minimisations d’énergie seront présentées. La thèse est séparée en deux parties. Dans la premiére, trois nou veaux algorithmes passifs permettant d’effectuer la mise en correspondance seront présentés. Ces derniers sont spécialement conçus pour palier aux problèmes des oc cultations présents en stéréoscopie à images multiples. Le premier de ces algorithmes détecte les occultations dans les cartes de profondeurs qui sont obtenues par des algorithmes standards de stéréoscopie. Les occultations sont détectées comme des anomalies obtenues en reprojetant la carte de profondeurs dans chacune des images. Les anomalies détectées permettent de modifier la fonction d’énergie en retirant les caméras non visibles du calcul de la fonction de coûts. L’algorithme modifie graduel lement la fonction de coûts en utilisant une historique des anomalies. Cet algorithme est itératif et la convergence est garantie. Une extension de cet algorithme permettant une décomposition non-uniforme de la carte de profondeurs est également présentée. Cette dernière permet de combiner le calcul de la visibilité et le raffinement de la carte de profondeurs. Nous utiliserons deux algorithmes stéréoscopiques basés sur des mé tiiodes de flot maximal dans les graphes. Notre méthode peut avoir recours à d’autres algorithmes de stéréoscopie. Le second algorithme est un hybride qui se situe entre les méthodes heuristiques rapides et les méthodes qui préservent un traitement exact de la visibilité. Cette approche est basée sur la programmation dynamique itérative C o et calcule simultanément la disparité ainsi que la visibilité. La programmation dyna mique permet de calculer de manière exacte une partie de l’information de la visibilité. Le reste de l’information est obtenu à l’aide de méthodes heuristiques. Finalement, nous présenterons un algorithme qui permet d’améliorer significativement la localisa tion des bordures des cartes de disparités obtenue par les algorithmes multi-caméras. Au lieu d’associer une disparité à chacun des pixels, celui-ci associe une position à chacune des discontinuités de profondeurs. Cette formulation permet d’obtenir une solution approximative à un problème d’étiquetage 2D possédant un terme de lissage non convexe. Elle est obtenue en effectuant plusieurs minimisations 1D à l’aide de la programmation dynamique. La validation des méthodes que nous proposons est éta blie en utilisant de vraies images possédant des solutions de référence. Nos résultats se comparent très favorablement avec les méthodes de pointe déjà existantes. Dans la seconde partie, une méthode de mise en correspondance active est introduite. Nous proposons un cadre général permettant de tenir compte des déplacements projectifs provenant de la configuration de la caméra, du projecteur et de la scène. Notre formu lation permet un calcul très rapide lorsqu’un processeur graphique programmable est utilisé. Nous démontrons expérimentalement que notre approche permet d’obtenir des améliorations significatives lorsque les conditions d’acquisition sont difficiles. Notre méthode a également permis d’effectuer le calibrage de projecteurs et nos résultats ont été validés en utilisant un appareil de suivi au laser.

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