République Algérienne Démocratique et
Populaire Ministere de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche
Scientifique
Université Ferhat Abbas S'etif
Faculté des Sciences exactes Département
Informatique
Mémoire de fin de cycle
En vue de l'obtention du diplôme d'ingénieur
d'état en Informatique
Theme
La reconnaissance des objets polyedrique
Encadr'e par: R'ealis'e par:
Mme Ait Kaci Azzou Samira Mr Saidani Abderrezak
Mr Felouah Mourad
Jury
Pr'esident :
Mr
Examinateurs :
Mr
Mr
Table des matières
Table des Matières i
Table des Figures v
Introduction Générale 1
1 Les méthodes de reconstrution 3D 3
1.1 Introduction 3
1.2 La vision par ordinateur 3
1.3 description d'un systeme de vision par ordinateur 4
1.3.1 Definition 4
1.3.2 Classification des systemes de vision par ordinateur 5
1.3.2.1 Les systèmes de vision bidimensionnelle 5
1.3.2.2 les systèmes de vision tridimensionnelle 5
1.4 La reconstruction 3D 5
1.4.1 Les deffirentes approches de la reconstruction
tridemensionnelle . 5
1.5 Techniques de reconstruction 3D 7
1.5.1 La vision stéréoscopique 7
1.5.1.1 Principe 7
1.5.1.2 L'appariement 8
1.5.1.3 La triangulation 8
1.5.2 Reconstruction a` partir de géométrie
epipolaire 10
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1.5.3 Technique basésur les ombrages ou Shape from
shading
1.5.4 Représentation par détection de
déformation de formes
1.5.5 Méthodes basées sur l'extraction de
squelette
1.5.6 La reconstruction par des jonctions
caractéristiques
1.5.7 Shape From Motion: Reconstruction a` partir du mouvement .
. .
13
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12
12
13
14
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1.5.7.1 L'approche basée sur la mise en correspondance
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1.5.7.2 L'approche du flot optique
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1.5.8 Méthode par space carving (creusage d'un volume 3D)
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16
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1.6
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Conclusion
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16
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2
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La reconnaissance des objets 3D
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17
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2.1
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Introduction
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17
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2.2
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Classification des systém de reconnaissance des objets
polyedrique
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2.2.1 Acquisition et Représentation Informatique du
modèle 3D
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2.2.2 Principales approches d'appariement
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19
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2.3
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La reconnaissance par apparence
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25
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2.3.1 définition et caractérisation
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25
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2.3.2 Modelisation globale
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26
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2.3.3 Modélisation locale
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27
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2.4
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Conclusion
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28
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3
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La conception et resultat d'experementation
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29
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3.1
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Introduction
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29
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3.2
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La reconnaissance des objets polyédrique
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29
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3.2.1 Choix des primitives
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29
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3.2.2 L'algorithme développépour la reconnaissance
des objets polyédrique 30
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3.2.3 algorithme pour la localisation
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30
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3.2.3.1 Estimation des primitives
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31
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3.3
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Calcul de la carte de profondeur
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33
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3.3.1 Modèle géométrique de système
de vision [Ait06]
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33
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3.3.1.1 Description du système
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33
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3.3.2 Coordonnée projectifs avant et après rotation
35
3.3.3 Relations entre les cordonnes 2D et 3D 36
3.3.4 Conclusion 37
3.4 Suivi d'un segment dans une séquence d'images [ISR07]
38
3.4.1 'Equation de mouvement d'un segment I : 38
3.4.1.1 Application de la méthode 38
3.4.1.2 Algorithme De Suivi : 40
3.5 Résultat d'experementation 41
3.5.1 Application a` des images de synthése 41
3.5.2 Application a` des images réelles 44
3.6 Conclusion 47
4 Environnement de réalisation et d'expérimentation
48
4.1 Introduction 48
4.2 L'envirennement de l'experementation 48
4.3 Langage de programmation 48
4.4 Présentation de l'application 49
4.5 Conclusion 56
Conclusion Générale 57
Bibliographie 59
Annexe A 61
Annexe B 63
Table des figures
1.1 Sch'ema fonctionnel d'un système informatique pour la
vision artificielle. . 4
1.2 Une reconstruction projective a` droite 6
1.3 Une reconstruction affine a` droite 6
1.4 Une reconstruction euclidienne a` droite 6
1.5 Synoptique g'en'eral de la vision st'er'eoscopique . 8
1.6 Une configuration possible d'un cube triangul'e. 9
1.7 La configuration miroir d'un cube triangul'e. 9
1.8 M'ethode de reconstruction. 11
1.9 application de la SFS sur une image 2D. 12
1.10 polygones triangulaires d'un lapin et d'une poire. 13
1.11 Squelettes topologiques de quelques objets 13
1.12 Type de jonction 14
1.13 Processus de reconstruction 3D a` partir d'un mouvement
16
1.14 M'ethode par space de l'objet 16
2.1 Sch'ema de l'algorithme d'indexation g'eom'etrique 21
2.2 Exemple de cas o`u un modèle est pr'esent dans la
scène. Les coordonn'ees
d'un sous-ensemble des points du modèle sont les
mêmes que celles d'un
sous ensemble des points de la scène. 22
2.3 sch'ema processus du d'indexation 24
3.1 Organigramme de la m'ethode de reconnaissance automatique des
objets. . 30 3.2 Mod'elisation g'eom'etrique de la tête de vision
st'er'eoscopique 34
3.3 Une sequence de trois images. 41
3.4 Extraction des segment de droite des trois images. 42
3.5 Calcul des angles de rotation. 42
3.6 La carte de profondeur. 43
3.7 La reconstruction projective de la scene. 43
3.8 Localisation de l'objet dans la scene. 44
3.9 Sequence d'image reelle 44
3.10 Extraction des segments de contours 45
3.11 Calcul des angle de rotation 45
3.12 La carte de profondeur 46
3.13 La scene reconstruite 46
3.14 Localisation de l'objet dans la scene 47
Remerciements
Nous remercions vivement notre promotrice Mme Ait
Kassi Azzou Samira pour avoir acceptéde nous encadrer, et nous suivi
durant toute l'année en assurant le suivi scientifique et technique du
présent mémoire. Nous la remercions pour sa grande contribution
a` l'aboutissement de ce travail, et pour s'être montrée
disponible.
Nos remerciements vont aussi aux membre du jury pour l'honneur
qu'ils nous fait en acceptant de juger notre travail.
Nous remercions tous qui ont participéde prés ou de
loin a` l'élaboration de ce travail.
Auxquels Je dois Ce Que Je Suis Que Dieu Vous Prot`ege
et Vous Prête Une Bonne Santéet Une Longue Vie
A MES FRERES ET SOEURS
Pour Les Encouragements Continus et L'aide Constant
A MON GRAND PERE et MA GRANDE MERE
A MES AMIS (ES)
A TOUS CEUX QUI M'ONT AIME'
Et Qui Ne Méritent Pas D'être Oubliés
J e dédie ce travail.
Abderrezak.
Auxquels Je dois Ce Que Je Suis Que Dieu Vous Prot`ege
et Vous Prête Une Bonne Santéet Une Longue Vie
A MES FRERES
Pour Les Encouragements Continus et L'aide Constant
A MA GRANDE MERE
A MES AMIS (ES)
A TOUS CEUX QUI M'ONT AIME'
Et Qui Ne Méritent Pas D'être Oubliés
J e dédie ce travail.
Mourad.
Introduction Générale
La vision est le sens qui nous fournit le plus d'informations
sur le monde extérieur, elle nous permet de voir, de décrire, et
de reconnaàýtre les objets qui sont présent dans la
scéne.
L'être humain est capable de reconnaàýtre
les objets rapidement, avec une très grande précision, Cela est
réaliségràace au système visuel humain qui est
capable d'interpréter les informations sensorielles, c'est-à-dire
les informations fournies par l'environnement au système visuel a` un
instant donnée. L'interprétation est réalisée
gràace au cerveau, qui peut reconnaàýtre et situer les
objets, détecter le mouvement ...
Avec la naissance des machines de calcul, des recherches
scientifiques sont effectuées, en essayant de concevoir une machine qui
peut remplacer le système de vision humain, pour arriver a` des
résultats similaires a` la vision humaine.
La vision par ordinateur consiste a` reproduire les
résultats obtenus par la vision humaine sur un ordinateur en utilisant
des moyens informatiques en remplacant l'oeil par une caméra
et le cerveau par un ordinateur.
Un système informatique de vision par ordinateur
utilise en entrée une ou plusieurs images numériques acquises a`
l'aide de caméra ou d'appareil photo. Ces images subissent un ensemble
de traitements dans le but d'extraire le maximum d'informations relatives a` la
scène a` reconnaàýtre. Un système informatique de
vision par ordinateur utilise en entrée une ou plusieurs images
numériques acquises a` l'aide de caméra ou d'appareil photo. Ces
images subissent un ensemble de traitements dans le but d'extraire le maximum
d'informations relatives a` la scène a` reconnaàýtre.
Le but de notre projet est de contribuer a` la
résolution du problème de la reconnaissance d'objets.
L'idée de base est d'utiliser les caractéristiques discriminantes
de la forme d'un objet pour le reconnaitre. Cette caractéristique
correspond a` une partie de la forme du contour et la disribution des points
d'interets de l'objet qui sera la seule donnée utilisée pour
l'identifier. Pour ce faire, une base de données modèle est
utilisée pour effectuer
Intoduction G'en'erale
la reconnaissance d'un objet pr'esent sur l'image. Cette base de
donn'ees comporte une description de la partie caract'eristique des objets de
la base.
Pour cela notre memoire est organis'e comme suit :
· Chapitre I : Les méthodes de reconstruction 3D
Dans ce chapitre on a abord'e la notion de vision par ordinateur, les syst'eme
de vision par ordinateur et leurs classification. on a aussi introduit une
'etude sur la reconstruction 3D et quelques m'ethode de reconstruction 3D
· Chapitre II : La reconnaissance des objets
polyédrique Dans ce chapitre on a pr'esent'e une classification des
syst'eme de reconnaissance des objets et quelque m'ethode de reconnaissance des
objets 3D bas'e les histogrammes de couleurs et d'autres m'ethodes bas'ees sur
l'apparence
· Chapitre III : on a pr'esent'e la m'ethode utilis'e
pour la d'etermination de la carte de profondeur,afin de l'utiliser pour la
reconstruction 3D.Ainsi une description de l'algorithme utilis'e pour la
reconnaissance des objets poly'edrique.
· Chapitre IV : une description de l'envirennement dans
lequel l'application a 'et'e d'evelopp'e, et une description de
l'application.
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