Vision stéréoscopique et propriétés différentielles des surfaces - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 1997

Stereoscopic vision and differential properties of surfaces

Vision stéréoscopique et propriétés différentielles des surfaces

Frédéric Devernay

Abstract

This dissertation deals with several aspects of stereoscopic computer vision, which consists of reconstructing a scene observed from several cameras in 3-D, i.e. to build a description of the observed objetcs ans surfaces, and their position in 3-D space. The rst problem we introduce is the camera calibration problem, where the goal is to compute the camera parameters (focal length, optical center, etc.) and their position, either from images of a calibration object or automatically (the last case is the so-called self-calibration problem). We present new results on self-calibration of optical distortion and on self-calibration of a rigid stereo rig from several pairs of images. Then we discuss on image rectication, which simplies a lot the stereo matching problem, and on stereoscopy by correlation, which performs the pointwise image matching. We got very good results using some classical methods, and we also developped new methods which give a better accuracy. The last step of stereoscopic vision, called the reconstruction, gives a 3-D description of a surface and its dierential properties up to order 2 from the results of the correlation methods. Finally, we show a few applications, like a system for fusing stereo images with volumetric medical images, and a DIY stereo camera
Ce document traite de plusieurs aspects de la vision stéréoscopique par ordinateur. Cette méthode consiste à partir d'une ou de plusieurs paires d'images à " reconstruire " une scène observée en trois dimensions, c'est-à-dire à produire une description des objets et surfaces observés ainsi que leur position dans l'espace. Le premier problème abordé est celui du calibrage, dont l'objet est de calculer les paramètres des caméras (focale, centre optique, etc.) ainsi que leur position, soit à partir d'images d'objets de géométrie et de position connue, soit de manière automatique (on parle alors d'auto-calibrage). Des résultats nouveaux sont présentés sur l'auto-calibrage de la distorsion optique et sur l'auto-calibrage d'une paire de caméras rigidement liées à partir de plusieurs paires d'images. Ensuite sont présentées différentes méthodes permettant de rectifier les images de manière à simplifier la mise en correspondance, puis d'effectuer cette mise en correspondance par une technique de corrélation. Outre des améliorations des résultats classiques, de nouvelles méthodes permettant d'obtenir une plus grande précision sont discutées. La dernière phase, dite de reconstruction, permet d'obtenir une description des surfaces observée allant jusqu'aux propriétés différentielles d'ordre un et deux (plan tangent et courbures à la surface), à partir des résultats de stéréoscopie par corrélation. Ce document se termine par quelques applications réalisées au cours de ces recherches telles qu'un système d'aide chirurgicale pré-opératoire ou une caméra stéréo bon marché.
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Dates and versions

tel-00005629 , version 1 (05-04-2004)

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  • HAL Id : tel-00005629 , version 1

Cite

Frédéric Devernay. Vision stéréoscopique et propriétés différentielles des surfaces. Interface homme-machine [cs.HC]. Ecole Polytechnique X, 1997. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00005629⟩
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