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Localisation par l'image en milieu urbain : application à la réalité augmentée / Antoine Fond (2018)  

Public Titre : Localisation par l'image en milieu urbain : application à la réalité augmentée Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Antoine Fond, Auteur ; Marie-Odile Berger, Directeur de thèse Editeur : Nancy, Metz : Université de Lorraine Année de publication : 2018 Importance : 138 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse présentée pour l'obtention du doctorat de l'Université de Lorraine, Ecole doctorale IAEM Lorraine, mention Informatique, 2018 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image [Termes IGN] appariement de formes [Termes IGN] apprentissage profond [Termes IGN] bati [Termes IGN] détection du bâti [Termes IGN] distance de Manhattan [Termes IGN] estimation de pose [Termes IGN] façade [Termes IGN] orthorectification [Termes IGN] plus proche voisin, algorithme du [Termes IGN] point de fuite [Termes IGN] réalité augmentée [Termes IGN] recalage d'image [Termes IGN] recalage de surfaces [Termes IGN] réseau neuronal convolutif [Termes IGN] segmentation d'image [Termes IGN] segmentation sémantique [Termes IGN] vision par ordinateur [Termes IGN] zone urbaine Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Dans cette thèse, on aborde le problème de la localisation en milieux urbains. Inférer un positionnement précis en ville est important dans nombre d’applications comme la réalité augmentée ou la robotique mobile. Or les systèmes basés sur des capteurs inertiels (IMU) sont sujets à des dérives importantes et les données GPS peuvent souffrir d’un effet de vallée qui limite leur précision. Une solution naturelle est de s’appuyer le calcul de pose de caméra en vision par ordinateur. On remarque que les bâtiments sont les repères visuels principaux de l’humain, mais aussi des objets d’intérêt pour les applications de réalité augmentée. On cherche donc à partir d’une seule image à calculer la pose de la caméra par rapport à une base de données de bâtiments références connus. On décompose le problème en deux parties : trouver les références visibles dans l’image courante (reconnaissance de lieux) et calculer la pose de la caméra par rapport à eux. Les approches classiques de ces deux sous-problèmes sont mises en difficultés dans les environnements urbains à cause des forts effets perspectives, des répétitions fréquentes et de la similarité visuelle entre façades. Si des approches spécifiques à ces environnements ont été développés qui exploitent la grande régularité structurelle de tels milieux, elles souffrent encore d’un certain nombre de limitations autant pour la détection et la reconnaissance de façades que pour le calcul de pose par recalage de modèle. La méthode originale développée dans cette thèse s’inscrit dans ces approches spécifiques et vise à dépasser ces limitations en terme d’efficacité et de robustesse aux occultations, aux changements de points de vue et d’illumination. Pour cela, l’idée principale est de profiter des progrès récents de l’apprentissage profond par réseaux de neurones convolutionnels pour extraire de l’information de haut-niveau sur laquelle on peut baser des modèles géométriques. Notre approche est donc mixte Bottom-Up/Top-Down et se décompose en trois étapes clés. Nous proposons tout d’abord une méthode d’estimation de la rotation de la pose de caméra. Les 3 points de fuite principaux des images en milieux urbains, dits points de fuite de Manhattan sont détectés grâce à un réseau de neurones convolutionnels (CNN) qui fait à la fois une estimation de ces points de fuite, mais aussi une segmentation de l’image relativement à eux. Une second étape de raffinement utilise ces informations et les segments de l’image dans une formulation bayésienne pour estimer efficacement et plus précisément ces points. L’estimation de la rotation de la caméra permet de rectifier les images et ainsi s’affranchir des effets de perspectives pour la recherche de la translation. Dans une seconde contribution, nous visons ainsi à détecter les façades dans ces images rectifiées et à les reconnaître parmi une base de bâtiments connus afin d’estimer une translation grossière. Dans un souci d’efficacité, on a proposé une série d’indices basés sur des caractéristiques spécifiques aux façades (répétitions, symétrie, sémantique) qui permettent de sélectionner rapidement des candidats façades potentiels. Ensuite, ceux-ci sont classifiés en façade ou non selon un nouveau descripteur CNN contextuel. Enfin la mise en correspondance des façades détectées avec les références est opérée par un recherche au plus proche voisin relativement à une métrique apprise sur ces descripteurs [...] Note de contenu : Introduction 1 - Etat de l'art 2 - Estimation des points de fuite de Manhattan 3 - Proposition de façades pour la détection et la reconnaissance de bâtiments 4 - Segmentation et recalage de façade conjoint Conclusion Numéro de notice : 21592 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de doctorat : Informatique : Université de Lorraine : 2018 Organisme de stage : IFSTTAR nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : http://www.theses.fr/2018LORR0028 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=90630

Modélisation 3D de bâtiments / Mathieu Brédif (2010)  

Public Titre : Modélisation 3D de bâtiments : reconstruction automatique de superstructures de toits et recalage cinétique de toits polyédriques prenant en compte la topologie Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Mathieu Brédif , Auteur ; Henri Maître, Directeur de thèse ; Marc Pierrot-Deseilligny , Directeur de thèse ; Didier Boldo , Encadrant Editeur : Paris : Institut Géographique National - IGN (1940-2007) Année de publication : 2010 Importance : 250 p. Format : 21 x 30 Note générale : Bibliographie Thèse présentée pour obtenir le grade de docteur de Télécom ParisTech, Spécialité Signal et Images Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image [Termes IGN] bati [Termes IGN] géomètrie algorithmique [Termes IGN] image aérienne [Termes IGN] modèle numérique de surface [Termes IGN] modélisation 3D [Termes IGN] recalage d'image [Termes IGN] recalage de surfaces [Termes IGN] reconstruction 3D du bâti [Termes IGN] toit Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Il existe aujourd'hui une demande croissante pour des modèles numériques de ville de plus en plus précis. Alors que les travaux récents ont permis la production robuste de modèles polyédriques de bâtiments, ces derniers ne modélisent pas les superstructures de toits telles que les cheminées et les chiens assis, et peuvent présenter des erreurs géométriques et topologiques importantes. L'approche proposée affine géométriquement et sémantiquement un modèle de bâtiment approché sans superstructures, à l'aide d'un Modèle Numérique d'Elévation (MNE : carte de hauteur). Cette approche itérative alterne la reconstruction de superstructures et le recalage géométrique des pans de toit principaux. La détection et la reconstruction de superstructures sont basées sur une bibliothèque de modèles paramétriques de superstructures. Un ensemble de superstructures disjointes est recherché pour expliquer les différences de hauteur entre le MNE et le modèle de bâtiment, en se réduisant au problème de recherche d'une clique pondérée maximale. La phase de recalage tire parti des superstructures précédemment détectées afin de mieux estimer les pans de toit principaux. Elle permet de corriger des simplifications tant géométriques telles qu'une symétrie erronée des toits, que topologiques telles que la fusion de sommets proches de la modélisation polyédrique du bâtiment. Nous utilisons une représentation géométrique des bâtiments par les plans porteurs de chaque facette polyédrique, plus intuitive dans ce contexte que la représentation habituelle par la position de ses sommets. Les sommets sont alors définis par l'intersection des plans supportant leurs facettes adjacentes. L'optimisation non contrainte des pans de toits laisse donc indéfinis, dans le cas général, les sommets adjacents à plus de 3 facettes. Nous introduisons le problème de triédralisation qui scinde ces sommets en sommets bien définis à l'intersection de 3 plans. Dans le cas général, la triédralisation seule ne permet néanmoins pas de garantir la non autointersection des facettes du bâtiment polyédrique recalé. Nous proposons donc une structure de données cinétique permettant de faire évoluer continûment le bâtiment polyédrique en garantissant la non auto-intersection de ses facettes. La topologie du polyèdre est alors modifiée parcimonieusement alors que les plans de toit évoluent entre leurs plans porteurs initiaux et réestimés. Note de contenu : I Introduction 1 Introduction 1.1 Context 1.2 Objectives 1.3 Proposed Approach 2 Background and Related Work 2.1 Introduction 2.2 Aerial Raster Data 2.3 Vector Data: 3D Building Models 2.4 Building Reconstruction 2.5 Proposed Approach 2.6 Conclusion II Automatic Roof Superstructure Reconstruction 3 Automatic Roof Superstructure Reconstruction 3.1 Introduction 3.2 3D Building Model Representation B = (R; S) 3.3 Energy Formulation 3.4 Optimization 3.5 Results 3.6 Discussion 3.7 Conclusion III Topology-Aware Kinetic Fitting of Polyhedral Roofs 4 Fixed Topology 3D Building Model Fitting 4.1 Introduction 4.2 Oriented Projective Geometry 4.3 Polyhedra and Plane Arrangements 4.4 Dual Geometry Refinement 4.5 Results 4.6 Extensions 4.7 Conclusion 5 Polyhedron Trihedralization 5.1 Introduction 5.2 Winding Number-based Trihedralization 5.3 Plane Arrangement Coloring-based Trihedralization 5.4 Local Vertex Trihedralization 5.5 Ear-cutting-based Local Vertex Trihedralization 5.6 Local Vertex Trihedralizations and Straight Skeletons 5.7 Discussion 5.8 Conclusion 6 A Kinetic Framework Guaranteeing Simple Facets 6.1 Introduction 6.2 Kinetic Data Structures 6.3 Kinetic Polyhedron with Simple Facets 6.4 Topology-Aware Fitting of a 3D Building Model 6.5 Discussion 6.6 Perspectives 6.7 Conclusion IV Evaluation 7 Results of the 3D Building Model Refinement System 7.1 Input Data, Test Area 7.2 Datasets 7.3 Roof Fitting Evaluation 7.4 Superstructure Reconstruction Evaluation 7.5 Conclusion 8 Conclusion 8.1 Main Contributions 8.2 Main Limitations 8.3 Possible Extensions 8.4 Conclusion Numéro de notice : 10789 Affiliation des auteurs : MATIS (1993-2011) Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de doctorat : Signal et Images : Ecole Nationale Supérieure des Télécoms Paris Tech : 2010 Organisme de stage : MATIS (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://hal.science/pastel-00006232 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=45147

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Couplage de données laser aéroporté et photogrammétriques pour l'analyse de scènes tridimensionnelles / Frédéric Bretar (2006)  

Public Titre : Couplage de données laser aéroporté et photogrammétriques pour l'analyse de scènes tridimensionnelles Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Frédéric Bretar, Auteur ; Marc Pierrot-Deseilligny , Directeur de thèse ; Michel Roux, Directeur de thèse Editeur : Paris : Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications ENST Année de publication : 2006 Importance : 166 p. Format : 21 x 30 m Note générale : Bibliographie Thèse présentée pour l'obtention du titre de docteur es sciences de l'école nationale supérieure des télécommunications, spécialité signal et images, traitement du signal et des images Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image [Termes IGN] classification bayesienne [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] estimateur [Termes IGN] extraction automatique [Termes IGN] extraction du sursol [Termes IGN] fusion de données [Termes IGN] image aérienne [Termes IGN] lasergrammétrie [Termes IGN] Lidar [Termes IGN] méthode robuste [Termes IGN] modèle numérique de surface [Termes IGN] modèle numérique du bâti [Termes IGN] recalage de surfaces [Termes IGN] reconstruction 3D du bâti [Termes IGN] segmentation d'image [Termes IGN] semis de points [Termes IGN] télémétrie laser aéroporté [Termes IGN] transformation de Hough Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) L'interprétation de scènes tridimensionnelles dans un contexte cartographique met en jeu de nombreuses techniques, des plus traditionnelles, comme la photogrammétrie à partir d'images aériennes, jusqu'aux plus récentes, comme l'altimétrie laser. Si la photogrammétrie intègre les traitements géométriques liés à l'orientation des images, ainsi que le calcul des altitudes associées à chaque pixel par des processus de corrélation, les systèmes laser aéroportés (capteurs actifs) intègrent un mécanisme de géoréférencement direct (couplage Inertie-GPS) des impulsions lumineuses émises, fournissant ainsi une représentation de la topographie sous la forme d'un nuage de points 3D. Les objectifs de cette thèse étaient dans un premier temps de valoriser de manière autonome les données 30 issues de la technologie laser, compte tenu de leur caractère novateur, puis d'étudier divers aspects de l'intégration de ces données à un savoir-faire photogrammétrique. Nous nous sommes donc intéressés dans une première partie à l'extraction automatique de points laser appartenant au sol (paysages urbains et ruraux). L'analyse de ces points sol nous a menés à la recherche d'une modélisation dense du terrain sous la forme d'une grille régulière d'altitude à travers la définition d'un modèle bayésien de régularisation de surface. Les points appartenant à la composante sursol, dans le cadre de l'étude du milieu urbain pour la modélisation du bâti, ont été analysés à la lumière d'un algorithme de recherche de primitives planes (facettes de toits) basé sur une modification de l'estimateur robuste RANSAC. La seconde partie concerne l'étude effective du couplage des techniques laser et photogrammétriques. Il s'agit d'utiliser conjointement la grande précision des mesures laser (< 5 cm pour la composante altimétrique sous certaines conditions) avec, non seulement la radiométrie issue des images aériennes, mais aussi avec les images d'altitudes correspondantes. La confrontation des géométries issues de ces deux systèmes fait apparaître des décalages tridimensionnels non linéaires possiblement liés aux dérives temporelles des mesures inertielles. Un algorithme de recalage adapté à la géométrie d'acquisition des bandes laser a donc été mis en place, assurant a posteriori, une cohérence des géométries aussi bien 2D que 3D. À partir d'une mise en correspondance locale des surfaces, un mécanisme de corrections par fenêtres glissantes simule les dépendances temporelles des variations, sans imposer de modèle global de déformations. Enfin, nous avons exprimé la complémentarité des deux systèmes à travers I'extraction de facettes 3D de bâtiments par un mécanisme de segmentation hiérarchique d'images basé sur la définition d'une énergie d'agrégation de régions élémentaires dépendant à la fois des informations présentes dans l'image, des points laser et de la classification préalablement effectuée. Note de contenu : I Introduction 1 Introduction 1.1 Contexte général 1.2 Couplage Photogrammétrie/Laser aéroporté : État de l'art 1.3 Orientations de la thèse 1.4 Données Laser 2 Les systèmes lidar 2.1 Introduction 2.2 Physique et technologie des lidars 2.3 Orientation 2.4 Conclusion II Analyse quantitative de données laser tridimensionnelles 3 Classification sol/sursol et Reconstruction du terrain 3.1 Introduction 3.2 État de l'art 3.3 Contribution à la classification de paysages 3D 3.4 Application à la régularisation de surface terrain 3.5 Conclusion 4 Détection de primitives planes 4.1 Introduction 4.2 État de l'art 4.3 Contribution pour l'extraction de primitives 3D 4.4 Résultats 4.5 Conclusion III Couplage Photogrammétrie/laser 5 Recalage de surfaces 5.1 Introduction 5.2 État de l'art 5.3 Contribution au recalage de surfaces 5.4 Simulation 5.5 Evaluation sur des données laser réelles 5.6 Conclusion 6 Segmentation couplée laser/Image 6.1 Introduction 6.2 Contribution pour la segmentation jointe 6.3 Aspects pratiques 6.4 Résultats et Discussion 6.5 Conclusion et Perspectives 7 Conclusion Numéro de notice : 13380 Affiliation des auteurs : MATIS (1993-2011) Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de doctorat : Traitement du signal et des images : Paris, Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications ENST : 2006 Organisme de stage : MATIS (IGN) & LTCI nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://hal.science/pastel-00001844 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=45199

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Reconstruction automatique des bâtiments en modèles polyédriques 3-D à partir de données cadastrales vectorisées 2D et d'un couple d'images aériennes à haute résolution / Hassan Jibrini (2002) 

Public Titre : Reconstruction automatique des bâtiments en modèles polyédriques 3-D à partir de données cadastrales vectorisées 2D et d'un couple d'images aériennes à haute résolution Titre original : Automatic reconstruction of 3D CAD building models from aerial stereopairs and from 2D digitised very large scale cadastre ground plans Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Hassan Jibrini , Auteur ; Henri Maître, Directeur de thèse Editeur : Paris : Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications ENST Année de publication : 2002 Importance : 122 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse de Doctorat, Spécialité Signal et Images, Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications ENST Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques [Termes IGN] bord décollé (toit) [Termes IGN] couple stéréoscopique [Termes IGN] données cadastrales [Termes IGN] données vectorielles [Termes IGN] hauteur du bâti [Termes IGN] image aérienne [Termes IGN] modèle numérique de surface [Termes IGN] modèle numérique de terrain [Termes IGN] objet géographique zonal [Termes IGN] programmation dynamique [Termes IGN] recalage de surfaces [Termes IGN] reconnaissance de formes [Termes IGN] reconstruction 3D du bâti [Termes IGN] toit [Termes IGN] transformation de Hough Index. décimale : THESE Thèses et HDR Note de contenu : Introduction 1- Reconstruction des bâtiments : problème et stratégies 2- Reconstruction 3D des bords de toit 3- Extraction des hypothèses des plans 4- Filtrage des plans et génération de MNS réguliers 5- Reconstruction automatique de modèles surfaciques de toit 6- Résultats expérimentaux Conclusion Numéro de notice : 21627 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Signal et Images : Paris, ENST : 2002 Organisme de stage : MATIS (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=90765

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Techniques de reconstruction globale par analyse de paires d'images stéréoscopiques / Jean-Marc Vezien (1995)

Public Titre : Techniques de reconstruction globale par analyse de paires d'images stéréoscopiques Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Jean-Marc Vezien, Auteur ; André Gagalowicz, Directeur de thèse Editeur : Paris : Université de Paris 7 Denis Diderot Année de publication : 1995 Importance : 242 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie thèse de doctorat pour obtenir le titre de docteur de l'université Paris 7, spécialité Informatique fondamentale Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image [Termes IGN] algorithme ICP [Termes IGN] appariement d'images [Termes IGN] corrélation par régions de niveaux de gris [Termes IGN] couple stéréoscopique [Termes IGN] détection de régions [Termes IGN] modèle stéréoscopique [Termes IGN] moment d'inertie [Termes IGN] recalage de surfaces [Termes IGN] reconstruction 3D [Termes IGN] texture d'image [Termes IGN] vision par ordinateur Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Dans le cadre de la recherche en vision par ordinateur, le problème que nous résolvons est celui de la reconstruction et de l'identification de facettes planes à partir de régions extraites et mises en correspondance dans des paires d'images stéréoscopiques. La première partie constitue une introduction au système général d'analyse de scène d'intérieur mis au point dans le projet SYNTIM, et introduit notamment la notion de modelé synthétisable comme espace de représentation du contenu de la scène. Dans la seconde partie, nous présentons des algorithmes de reconstruction 3d de facettes à partir de régions appariées au sein de couples d'images stéréo. L'originalité des différentes techniques exposées est de privilégier l'utilisation d'une connaissance globale des régions: moments d'inertie, caractéristiques photométriques, texture, en cherchant systématiquement à éviter la recherche d'appariements locaux dans les paires d'images stéréoscopiques. Néanmoins, les solutions fournies par les algorithmes développés peuvent être raffinées par l'apport d'information plus localisée. Dans la troisième et dernière partie, nous abordons le problème du recalage des données de reconstruction sur des modelés d'objets 3d. Ces modèles d'objets, générés interactivement ou semi-automatiquement, sont stockés sous forme de bases de données utilisables directement par des logiciels de synthèse d'image. La reconstruction d'une scène réelle est entachée d'erreurs, et ne décrit que partiellement la géométrie des objets présents (présence d'occultations). De plus, la reconstruction est effectuée à un facteur d'échelle près, qui n'est connu qu'approximativement. L'approche développée décrit différentes modalités d'utilisation d'un algorithme général de mise en correspondance d'entités géométriques tridimensionnelles (appelé ICP), et étudie sa robustesse aux perturbations décrites ci-dessus. Note de contenu : 1. Position du problème 1.1. Introduction 1.2. Reconstruction et recalage 3D : notre approche 2. Reconstruction 3D 2.1. Présentation et modélisation du problème 2.2. Reconstruction 3D géométrique 2.3. Utilisation du contenu des Régions 2.4. Conclusion partielle 3. Interprétation géométrique par mise en correspondance 3D 3.1. Approche théorique 3.2. Applications : recalage de données 3D 3.3. Recalage de données 3D : Bilan Numéro de notice : 19920 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/INFORMATIQUE Nature : Thèse française Note de thèse : thèse de doctorat : Informatique fondamentale : Paris : 1995 nature-HAL : Thèse DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=86231

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19920-01	THESE	Livre	Centre de documentation	Thèses	Disponible