From 3D point clouds to feature preserving meshes

par Nader Salman

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Mariette Yvinec.

Soutenue en 2010

à Nice .


  • Résumé

    La majorité des algorithmes de reconstruction de surface sont optimisés pour s’appliquer à des données de haute qualité. Les résultats obtenus peuvent alors être utilisables si les données proviennent de solutions d’acquisition bon marché. Notre première contribution est un algorithme de reconstruction de surfaces à partir de données de stéréo vision. Il combine les informations liées aux points 3D avec les images calibrées afin de combler l’imprécision des données. L’algorithme construit une soupe de triangles 3D à l’aide des images calibrées et à l’issue d’une phase de prétraitement du nuage de points. Pour épouser au mieux la surface de la scène, on contraint cette soupe de triangle 3D à respecter des critères de visibilité et de photo-consistance. On calcule ensuite un maillage à partir de la soupe de triangles à l’aide d’une technique de reconstruction qui combine les triangulations de Delaunay contraintes et le raffinement de Delaunay. Notre seconde contribution est un algorithme qui construit, à partir d’un nuage de points 3D échantillonnés sur une surface, un maillage de surface qui représente fidèlement les arrêtes vives. Cet algorithme génère un bon compromis entre précision et complexité du maillage. Dans un premier temps, on extrait une approximation des arrêtes vives de la surface sous-jacente à partir du nuage de points. Dans un deuxième temps, on utilise une variante du raffinement de Delaunay pour générer un maillage qui combine les arrêtes vives extraites avec une surface implicite obtenue à partir du nuage de points. Notre méthode se révèle flexible, robuste au bruit ; cette méthode peut prendre en compte la résolution du maillage ciblé et un champ de taille défini par l’utilisateur. Nos deux contributions génèrent des résultats efficaces sur une variété de scènes et de modèles. Notre méthode améliore l’état de l’art en termes de précision.

  • Titre traduit

    Du nuage de points 3D au maillage avec préservation d'arrêtes vives


  • Résumé

    Most of the current surface reconstruction algorithms target high quality data and can produce some intractable results when used with point clouds acquired through profitable 3D acquisitions methods. Our first contribution is a surface reconstruction, algorithm from stereo vision data copes with the data’s fuzziness using information from both the acquired D point cloud and the calibrated images. After pre-processing the point cloud, the algorithm builds, using the calibrated images, 3D triangular soup consistent with the surface of the scene through a combination of visibility and photo-consistency constraints. A mesh is then computed from the triangle soup using a combination of restricted Delaunay triangulation and Delaunay refinement methods. Our second contribution is an algorithm that builds, given a 3D point cloud sampled on a surface, an approximating surface mesh with an accurate representation of surface sharp edges, providing an enhanced trade-off between accuracy and mesh complexity. We first extract from the point cloud an approximation of the sharp edges of the underlying surface. Then a feature preserving variant of a Delaunay refinement process generates a mesh combining a faithful representation of the extracted sharp edges with an implicit surface obtained from the point cloud. The method is shown to be flexible, robust to noise and tuneable to adapt to the scale of the targeted mesh and to a user defined sizing field. We demonstrate the effectiveness of both contributions on a variety of scenes and models acquired with different hardware and show results that compare favourably, in terms of accuracy, with the current state of the art.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (xix-133 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 119-133. Résumés en français et en anglais

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 10NICE4086
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.