| Titre : | Acquisition 3D et visualisation d'objets culturels pour les applications de la réalité augmentée |
| Auteurs : | DJABER ROUABHIA, Auteur ; Noureddine Djedi, Directeur de thèse |
| Type de document : | Thése doctorat |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2023 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Reconstruction 3D, IBMR, enveloppe visuelle, stéréovision et mise en correspondance, Héritage culturel, Réalité augmentée |
| Résumé : |
Au cours des dernières décennies, le domaine de la reconstruction 3D a connu une croissance rapide et de nombreuses techniques ont été présentées par les scientifiques. L'enveloppe visuelle et la stéréovision sont deux de ces techniques, et sont classées parmi les techniques IBMR. Les enveloppes visuelles utilisent la forme d'un objet dérivée des images prises sous différents angles pour créer un modèle 3D approximatif de l'objet. La stéréovision calcule la dimension 3D (profondeur) en comparant deux images de la même scène qui ont été prises sous deux angles différents. Les pixels correspondants dans les deux images sont ensuite calculés pour déduire une carte de disparité qui est utilisée pour déterminer les profondeurs. Les deux techniques présentent des inconvénients lorsqu'elles sont utilisées seules, et l'un des objectifs de cette recherche est de surmonter ces problèmes et de développer une technique de reconstruction 3D efficace et robuste. Notre étude a abouti à la proposition d’une méthode innovante pour estimer l'enveloppe visuelle. Deux approches ont été combinées, à savoir, « la correspondance de caractéristiques » et « l’approche par bloc ». Ce qui a permis de reconstruire des objets avec des gains considérables de temps et sans perte de qualité. Nous avons utilisé les informations géométriques présentes dans les images pour réduire l'espace de recherche des algorithmes stéréoscopiques, réduisant ainsi le temps d'exécution de plus de la moitié du temps initial. Dans le cadre de cette recherche, nous avons eu l’occasion de reconstruire des objets culturels réels et d’intégrer leur modèles 3D à des applications de réalité augmentée. |
| Sommaire : |
Table des matières PROBLEMATIQUE 2 MOTIVATION 3 ORGANISATION DE LA THESE 4 INTRODUCTION 5 1. SYSTEMES DE COORDONNEES 5 COORDONNEES HOMOGENES 5 2. TRANSFORMATIONS USUELLES 6 2.1 TRANSLATION 6 2.2 CHANGEMENT D’ECHELLE 6 2.3 ROTATION 6 3. MODELISATION DE LA CAMERA 7 3.1 TRANSFORMATION SCENE-CAMERA 7 3.2 PROJECTION CAMERA-RETINE 7 3.3 TRANSFORMATION RETINE-IMAGE 8 4. FORMATION DE L’IMAGE 8 5. RELATIONS GEOMETRIQUES ENTRE LES IMAGES. 9 GEOMETRIE EPIPOLAIRE. 9 6. RELATION ENTRE VIDEO ET IMAGES 10 CONCLUSION 11 INTRODUCTION 12 1. METHODES DE MODELISATION ET RENDU A BASE D’IMAGE : IBMR 12 2. QUELQUES APPROCHES D’IBMR 14 2.1 FORME A PARTIR X (SHAPE FROM X) 14 2.1.1 Forme à partir d’ombres (Shape from shading) 14 2.1.2 Forme à partir silhouette (Shape from silhouette) 14 2.1.3 Forme à partir de textures (Shape from texture) 15 2.1.4 Forme à partir du mouvement (Shape from motion) 15 2.1.5 Forme à partir Focus/ Defocus (Shape from focus/defocus) 16 2.2 LES IMPOSTEURS 16 2.2.1 Imposteurs statiques 17 2.2.2 Imposteurs dynamiques 17 3.CLASSIFICATION MULTICRITERES DES METHODES DE RECONSTRUCTION 3D 18 3.1 NIVEAU D’AUTOMATICITE 19 3.1.1 Reconstruction automatique 19 3.1.2 Reconstruction semi-automatique 19 3.1.3 Reconstruction manuelle 19 3.2 NIVEAU DE COMPLEXITE DE LA SCENE 20 3.2.1 Grandes scènes 20 3.2.2 Scènes moyenne 20 3.2.3 Petites scènes 20 3.3 MOUVEMENT DE LA SCENE 21 3.3.1 Scènes statiques 21 3.3.2 Scènes dynamiques 21 3.4 TYPES D’APPROCHES UTILISEES 21 3.4.1 Approche ascendante 21 3.4.2 Approche descendante 21 Table des matières 3.4.3 Approche hybride 21 3.5 PASSIVE OU ACTIVE 22 3.5.1 Les méthodes actives 22 3.5.2 Les méthodes passives 23 3.6 MULTIPLICITE DES OBJETS 23 3.6.1 Reconstruction mono-objet 23 3.6.2 Reconstruction multi-objet 24 3.7 DEGRE DE PRECISION 24 3.7.1 L’apparence visuelle 24 3.7.2 Exigences de description 24 3.7.3 Exactitude du modèle géométrique 24 3.7.4 Plusieurs aspects à la fois 24 3.8 LE DEGRE DE GENERALITE DE LA MODELISATION 3D 25 3.8.1 Reconstruction projective 25 3.8.2 Reconstruction euclidienne 25 3.8.3 Reconstruction affine 25 3.8.4 Reconstruction métrique 26 CONCLUSION 27 INTRODUCTION 28 1. L’ENVELOPPE VISUELLE 28 1.1 PROBLEMES LIES A L’ENVELOPPE VISUELLE 29 1.2 EXTRACTION DES SILHOUETTES 30 1.2.1 Méthodes basées différence de pixels 30 1.2.2 Méthodes basées régions 30 1.2.3 Méthodes basées contours 30 1.3 METHODES DE CALCUL D’ENVELOPPE VISUELLE 31 1.3.1 Les approches surfaciques 31 1.3.2 Les approches volumiques 31 2. LA STEREOVISION 32 2.1 CALIBRATION 32 2.1.1 Paramètres intrinsèques 33 2.1.2 Paramètres extrinsèques 33 2.1.3 Matrice essentielle 33 2.1.4 Matrice fondamentale 33 2.1.4.1 Calibrage classique (hors ligne) 33 2.1.4.2 Auto-calibration (en ligne) 34 2.2 LA MISE EN CORRESPONDANCE 34 2.2.1 Primitives stéréoscopiques 34 2.2.2 Notion de la disparité 34 2.2.2.1 Vecteur de disparité 34 2.2.2.2 Carte de disparité 35 2.2.3 Problème lié à la mise en correspondance 35 2.2.4 Les contraintes de l’appariement 37 2.2.4.1 Contraintes géométriques 37 2.2.4.2 Contraintes figurales 39 2.2.5 Techniques de mise en correspondance 40 2.2.5.1 Méthodes d’appariement denses 40 2.2.5.2 Méthodes d’appariement éparses 40 2.2.5.3 Méthodes d’appariement locales 40 2.2.5.3 Méthodes d’appariement globales 42 2.3 RECONSTRUCTION 3D 42 2.3.1 La triangulation 43 Table des matières CONCLUSION 44 INTRODUCTION 45 2. TRAVAUX DE ERIC NOWARK ET AL 45 AVANTAGES ET INCONVENIENTS 47 3. TRAVAUX DE MING LI ET AL 48 AVANTAGES ET INCONVENIENTS 49 4. TRAVAUX DE MATSUMOTO ET AL 50 AVANTAGES ET INCONVENIENTS : 56 5. CONCLUSION 56 INTRODUCTION : 57 1. REALITE AUGMENTEE : 59 2. TECHNOLOGIE DERRIERE LE FONCTIONNEMENT DE LA REALITE AUGMENTEE : 60 S.L.A.M 61 3. TYPES DE REALITE AUGMENTEE : 62 3.1 AR A BASE DE MARQUEURS (RECONNAISSANCE) 62 3.2 AR SANS MARQUEURS 62 3.3 AR PAR PROJECTION 63 3.4 AR BASEE SUR LA SUPERPOSITION 63 3.5 APPROCHE FONDEE SUR L’EMPLACEMENT : 63 3.6 TECHNOLOGIE DE SUIVI DE PROFONDEUR : 64 4. COMPOSANTES COMMUNES DE LA AR 64 5. AVANTAGES DE LA REALITE AUGMENTEE 64 6. EXEMPLES D’APPLICATIONS DE LA REALITE AUGMENTEE : 65 7 PATRIMOINE VIRTUEL, HERITAGE CULTUREL VIRTUEL 66 7. TRAVAUX CONNEXES : 68 7.1 RECONSTRUCTION TRIDIMENSIONNELLE 68 7.2 PATRIMOINE NUMERIQUE 70 7.3 MUSEES VIRTUELS 71 7.4 EXPERIENCE UTILISATEUR 73 7.5 EDUCATION 74 7.6 TOURISME 76 7.7 JEUX 78 7.8 PATRIMOINE CULTUREL INTANGIBLE 80 CONCLUSION 80 1 INTRODUCTION 84 2 TRAVAUX CONNEXES 85 3 METHODE PROPOSEE 86 3.1 EXTRACTION D'IMAGES ET DE SILHOUETTES 87 3.2 ISOLATION D'OBJET ET EXTRACTION DE SES SILHOUETTES 89 3.3 RESTRICTION DE LA ZONE DE CORRESPONDANCE 89 3.4 ÉTAPE FINALE 91 4 RESULTATS EXPERIMENTAUX 92 4.1 ENVIRONNEMENT MATERIEL ET DE PROGRAMMATION 92 Table des matières 4.2 EXTRACTION D'IMAGES DE LA VIDEO 93 4.3 EXTRACTION DE SILHOUETTES 93 4.4 STEREOSCOPIE SANS NOTRE METHODE DE RESTRICTION 93 4.5 APPLICATION DE NOTRE APPROCHE RESTRICTIVE 94 4.6 COMPARAISON 94 4.7 CARTE DES DISPARITES 96 5 DISCUSSION 96 6 CONCLUSIONS 97 REFERENCES 80 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/6066/1/Th%C3%A8se.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TINF/187 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
