Thèse soutenue

Contributions à la vision non-calibrée d'une scène plane
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Auteur / Autrice : Jean-François Menudet
Direction : Jean-Marie BeckerThierry Fournel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Images
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Saint-Etienne

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Cette thèse propose un point de vue alternatif sur trois problèmes de vision non-calibrée en présence d’une scène plane : l’auto-calibrage plan, l’estimation d’homographies entre ellipses et l’utilisation de cercles pour obtenir une information métrique. Le fil conducteur est une vision à la fois géométrique et physique des problèmes d’estimation sous-jacents à ces trois questions. Ces travaux sont en ce sens à mi-chemin entre vision 3D et photogrammétrie. Dans le problème d’auto-calibrage plan, la rectification métrique des images d’une scène plane est mise en avant et exploitée grâce à deux nouvelles idées. La première est une décomposition de la rectification en fonction des paramètres intrinsèques et de l’orientation du plan. La seconde est une contrainte d’auto-calibrage se traduisant assez naturellement en une fonction de coût à caractère géométrique. Une troisième contribution est de mettre en évidence les liens théoriques entre cette approche et celles existantes. Le second volet de la thèse porte sur l’estimation d’homographies inter-images grâce à la correspondance d’au moins deux ellipses dans les images. Le problème est abordé en utilisant les quatre bitangentes à une paire d’ellipses. Un calcul efficace des bitangentes est d’abord présenté. Une technique de mise en correspondance dense des images est ensuite proposée. Un certain nombre de points en correspondance sont finalement sélectionnés sur les ellipses pour déterminer l’homographie par une technique classique. Enfin, nous proposons une solution simple et efficace pour calculer la rectification métrique d’une image dans laquelle au moins 2 cercles ont été identifiés. Cette méthode fonctionne pour un nombre quelconques de cercles, sécants ou non, et repose sur la minimisation d’une erreur portant sur l’orthogonalité de droites réelles du plan. L’extension au cas multi-images est directe et permet de calibrer la caméra. Une solution spécifique pour le calibrage est toutefois proposée, afin d’imposer a priori certaines contraintes sur les paramètres à estimer