Perception tridimensionnelle à partir d'images défocalisées : application à la cristallographie et à la biométrologie

par Philippe Peyre

Thèse de doctorat en Robotique

Sous la direction de M. BLIOT.

Soutenue en 1995

à Toulouse 3 .

mots clés

• Sciences appliquees
• Physique
• Informatique, automatique theorique, systemes
• Etat condense
• Proprietes mecaniques et thermiques
• Traitement image
• Forme tridimensionnelle
• Capteur mesure
• Defocalisation
• Acquisition
• Visualisation
• Application
• Cristallographie
• Microscopie confocale
• Biometrologie
• Capteur 3d
• Image processing
• Three dimensional shape
• Measurement sensor
• Defocusing
• Acquisition
• Visualization
• Application
• Crystallography
• Confocal microscopy
• Diffraction
• Vision par ordinateur
• Biométrie
• Traitement d'images -- Techniques numériques
• Cristallographie

Résumé

Si les methodes d'acquisition d'images tridimensionnelles sont un theme majeur en robotique pour des objets de taille classique, il n'en est pas de meme lorsqu'on aborde le domaine des petits objets. Ce memoire presente une methode qui permet de telles mesures par utilisation des proprietes de la defocalisation. Cette methode est appliquee a la cristallographie et a la biometrologie. Le premier chapitre presente les proprietes de la defocalisation dans la formation de l'image. Ensuite, l'etat de l'art des travaux utilisant la defocalisation pour mesurer la distance nous permet de retenir la methode la mieux adaptee a nos applications. Le deuxieme chapitre presente en detail la methode utilisee. Cette etude contribue a une meilleure connaissance de la methode et de ses performances et est a la base du principe de construction de l'image tridimensionnelle. Dans le troisieme chapitre sont developpees les applications basees sur les criteres d'evaluation de la defocalisation. Il s'agit de visualiser des cristaux et des echantillons de peau. Les resultats permettent d'affiner et de completer l'etude du chapitre precedent, notamment en ce qui concerne la precision de mesure et l'influence des criteres d'evaluation. Le quatrieme chapitre expose le travail effectue sur les echantillons de cheveux visualise avec un microscope confocal. Dans son fonctionnement normal ce type de microscope elimine les zones images defocalisees. Cependant, la visualisation par fluorescence entraine des problemes lies a la profondeur de champ. Pour les resoudre, nous proposons une methode generale qui permet d'obtenir des images 3d de cheveux avec une resolution similaire a celle obtenue avec un microscope electronique a balayage. Dans une seconde partie, est aborde la caracterisation des cheveux effectuee par les parametres de rugosite classiques, et par segmentation de la carte de profondeur afin de separer chaque ecaille sur la surface du cheveu

Titre traduit

Three-dimensional perception based on defocused images : Application to crystallography and to biometrology

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