Nouvelles approches de reconstruction des scènes tridimensionnelles avec des algorithmes incorporant des images prises par des caméras non calibrées.

Abstract

Les reconstructions 3D des objets et des scènes à partir des images prises par des caméras, sont d’une importance considérable dans le domaine de la vision par ordinateur. En effet, elles sont utilisées dans plusieurs disciplines. Nous citons en particulier : la restitution des reliefs à partir de photographies aériennes, les effets spéciaux du cinéma, l'imagerie médicale et la vision en robotique, etc…. Signalons que le contenu des images est d’une importance primordiale car il sert à l'extraction des informations pertinentes dans les différentes phases afin d’atteindre l’objectif ciblé. L’objectif visé, à travers notre étude, est d’obtenir la reconstruction des scènes tridimensionnelles à partir des images prises suivant des angles et des positions variés, sans prise en compte des conditions de calibrage des caméras et sans connaissance à priori sur la scène. Ainsi, pour l’'autocalibrage des caméras, considérée comme une phase importante et nécessaire à la vision par ordinateur et ses applications, nous avons apporté une importante contribution. Nous avons ainsi développé des algorithmes et des méthodes robustes en nous basant exclusivement sur des informations contenues dans des séquences d'images prises par des caméras avec des paramètres variables. Les méthodes de projection des points de la scène 3D sur les plans des différentes images sont exploitées, afin de développer des relations entre des entités géométriques (matrice fondamentale, homographie, épipole). De même que l’utilisation des objets particuliers, appartenant à cette scène, tels que les segments, les cercles, les parallélogrammes, nous permettent un champ de travail libre sans aucune contrainte sur la scène utilisée. Nous avons aussi utilisé les appariements et les images de la conique absolue pour formuler les systèmes d'équations non linéaires et obtenir les paramètres caractérisant les caméras utilisées. Nos différentes approches d'autocalibrage des caméras et de reconstruction des scènes tridimensionnelles sont testées et évaluées par des expérimentations et des comparaisons détaillées avec des données synthétiques et réelles. Les avantages de ces approches dans le domaine de la vision par ordinateur sont multiples et bien dégagés. Ainsi, les résultats obtenus sont très satisfaisants.