"Usage des contraintes géométriques pour une reconstruction 3D fiable et simple des scènes structurées "

Abstract

La reconstruction 3D est un domaine d’actualit´e dans la recherche scientifique. Elle a de nombreuses applications, nous citons particuli`erement : l’architecture, la reconstruction des environnements industriels, les jeux vid´eo, visites virtuelles, les effets sp´eciaux, etc... La difficult´e rencontr´ee, pour la r´ealisation de ces applications, est la mod´elisation math´ematique 3D, suivi de la mise en œuvre informatique, qui demande de solides bases en g´eom´etrie analytiques a` deux et trois dimensions et les structures de donn´ees. Le travail de cette th`ese, traite la reconstruction 3D bas´ee sur l’usage des contraintes g´eom´etriques, a` partir des images non ´etalonn´ees. Nous avons utilis´e la m´ethode de l’ajustement de faisceaux, cette m´ethode est de type Levenberg-Marquardt qui porte des particularit´es par rapport au cas classique. Une estimation parall`ele des param`etres du capteur et de mod`ele 3D, est faite dans un premier temps avec int´egration d’un algorithme de calcul des positions des capteurs dans le processus de minimisation. Il faut noter que cette m´ethode pr´esente des limitations au niveau de convergence. Pour palier a` cette probl´ematique nous avons utilis´e les points de fuite et les algorithmes g´en´etiques pour rem´edie `a ce probl`eme. De nombreux gains ont ´et´es offert par notre m´ethode dont, la simplicit´e, la fiabilit´e des r´esultats, la rapidit´e font partie. Nous avons r´eussis aussi de r´eduire le nombre des images utilis´ees pour la reconstruction et d’enlever les conditions requises sur les prises de vues dans le but d’avoir une mise en correspondance efficace. D’autre part, notre m´ethode r´esous le probl`eme des images bruit´ees et la d´ependance de nature des textures pr´esentes. Une phase d’estimation des param`etres de prise de vues ainsi que des positions 3D des points ne suffit pas a` offrir un objet 3D r´ealiste et satisfaisant. En effet, c’est la phase de triangulation et d’application des textures qu’ils le font. Une telle taˆche est vraiment d´elicate, elle pr´esente toute enti`ere des axes de recherches dans la vision par ordinateurs. Les m´ethodes qui existent d´eja` sont connues par leur complexit´e ainsi que leur souffrance vis a` vis aux natures de textures. Notre m´ethode pr´esente une solution efficace pour ces probl`emes d’une mani`ere simple en se basant de nouveau sur les contraintes g´eom´etriques. Notre m´ethode se base ´egalement sur les contraintes g´eom´etriques observ´ees, et fournis par l’utilisateur comme des informations pr´ealables sur la sc`ene a` reconstruire. L’usage des contraintes g´eom´etriques, rend les r´esultats obtenus tr`es fiables et plus proches de la r´ealit´e. Nos contributions portent aussi sur l’automatisation de ces diff´erents processus. Et par la suite nous avons offert la tache de reconstruction pour une large gamme d’utilisateurs en ´elaborant une nouvelle d´emarche pour la d´etection et l’optimisation automatique des contraintes avec utilisation du concept des sketches 2D. iii iv De nombreux gains ont ´et´es offert par cette m´ethode dont, la simplicit´e, la fiabilit´e des r´esultats, la rapidit´e font partie. Le nombre des images utilis´ees pour la reconstruction est r´eduit, et les conditions requises sur les prises de vues dans le but d’avoir une mise en correspondance efficace sont ´ecart´es. D’autre part, cette m´ethode r´esous le probl`eme des images bruit´ees et la d´ependance de nature des textures pr´esentes. Une phase d’estimation des param`etres de prise de vues ainsi que des positions 3D des points, ne suffit pas `a offrir un objet 3D r´ealiste et acceptable. En effet, c’est la phase de triangulation et d’application des textures qu’elle faut appliqu´ee. Les m´ethodes usuelles sont connues par leur complexit´e ainsi que leurs difficult´es vis `a vis aux natures de textures. Cette m´ethode pr´esente une solution efficace pour ces probl`emes d’une mani`ere simple en se basant de nouveau sur les contraintes g´eom´etriques.