Vision stéréoscopique à partir d'un grand nombre d'images : application à l'imagerie aérienne

par David Canu

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Roland Debrie.

Soutenue en 1997

à Rouen .

mots clés

• Vision stéréoscopique
• Traitement d'images -- Techniques numériques
• Reconstruction d'image
• Vision par ordinateur
• Photogrammétrie aérienne
• Imagerie tridimensionnelle
• Topographie
• Études pédologiques

Résumé

La stéréovision passive a pour but d'extraire des informations 3-D sur une scène à partir d'un ensemble d'images acquises selon différents points de vue. Cette thèse propose une méthode pour apparier des images stéréoscopiques multiples et obtenir une reconstruction 3-D à la fois dense, robuste et précise. L'approche proposée repose sur l'appariement simultané de plusieurs couples d'images par corrélation de vignettes d'intensité. L'utilisation d'une formulation analytique originale du passage de la disparité d'un couple à un autre permet d'obtenir des appariements robustes vérifiant une contrainte géométrique forte, et précis grâce aux points de vues les plus distants. Un schéma de programmation dynamique a été envisagé initialement pour établir une cohérence des appariements le long des épipolaires. Cette approche a ensuite été écartée au profit d'un algorithme de prédiction, propagation et vérification d'hypothèses plus rapide et plus robuste, qui établit une cohérence 2-D des appariements. Ces deux algorithmes sont décrits et de nombreux résultats sur des images aériennes de Marseille sont présentés. Ils montrent la robustesse de l'approche multi-images en présence de parties cachées, de discontinuités de surface et de structures 3-D complexes. Le calcul automatique de modèles numériques d'élévation et d'ortho-images de zones urbaines est ensuite abordée. Ils sont calculés à partir des disparités issues de l'appariement d'images aériennes de résolution inférieure au mètre. Un ensemble de post-traitements automatiques pour la restauration du MNE sont utilisés. Ils visent à restituer la continuité des surfaces et les discontinuités franches relatives aux arêtes des structures 3-D de la scène. Enfin, plusieurs axes d'amélioration de la chaîne de stéréovision multi-images sont proposés.

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