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Termes IGN > sciences naturelles > physique > traitement d'image > acquisition d'images > modélisation de prise de vue > modélisation géométrique de prise de vue > orientation relative
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Recent developments on direct relative orientation / H. Stewenius in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 60 n° 4 (June - July 2006)
[article]
Titre : Recent developments on direct relative orientation Type de document : Article/Communication Auteurs : H. Stewenius, Auteur ; C. Engels, Auteur ; D. Nister, Auteur Année de publication : 2006 Article en page(s) : pp 284 - 294 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie numérique
[Termes IGN] analyse comparative
[Termes IGN] Matlab
[Termes IGN] matrice
[Termes IGN] orientation relative
[Termes IGN] transformation polynomiale
[Termes IGN] vecteur propreRésumé : (Auteur) This paper presents a novel version of the five-point relative orientation algorithm given in Nister [Nister, D., 2004. An efficient solution to the five-point relative pose problem, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 26 (6), 756–770]. The name of the algorithm arises from the fact that it can operate even on the minimal five-point correspondences required for a finite number of solutions to relative orientation. For the minimal five correspondences, the algorithm returns up to 10 real solutions. The algorithm can also operate on many points. Like the previous version of the five-point algorithm, our method can operate correctly even in the face of critical surfaces, including planar and ruled quadric scenes. The paper presents comparisons with other direct methods, including the previously developed five-point method, two different six-point methods, the seven-point method, and the eight-point method. It is shown that the five-point method is superior in most cases among the direct methods. The new version of the algorithm was developed from the perspective of algebraic geometry and is presented in the context of computing a Gröbner basis. The constraints are formulated in terms of polynomial equations in the entries of the fundamental matrix. The polynomial equations generate an algebraic ideal for which a Gröbner basis is computed. The Gröbner basis is used to compute the action matrix for multiplication by a single variable monomial. The eigenvectors of the action matrix give the solutions for all the variables and thereby also relative orientation. Using a Gröbner basis makes the solution clear and easy to explain. Copyright ISPRS Numéro de notice : A2006-282 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.isprsjprs.2006.03.005 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2006.03.005 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=28009
in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing > vol 60 n° 4 (June - July 2006) . - pp 284 - 294[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 081-06041 SL Revue Centre de documentation Revues en salle Disponible Modélisation d'environnements complexes à partir de nuages de points et d'images acquis depuis le sol / Matthieu Deveau in XYZ, n° 106 (mars - mai 2006)
[article]
Titre : Modélisation d'environnements complexes à partir de nuages de points et d'images acquis depuis le sol Type de document : Article/Communication Auteurs : Matthieu Deveau , Auteur Année de publication : 2006 Article en page(s) : pp 29 - 34 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie terrestre
[Termes IGN] acquisition d'images
[Termes IGN] architecture
[Termes IGN] complexité
[Termes IGN] modélisation 3D
[Termes IGN] orientation relative
[Termes IGN] photographie terrestre
[Termes IGN] reconstruction 3D du bâti
[Termes IGN] semis de pointsRésumé : (Auteur) Cet article aborde certaines problématiques traitées par la thèse de Matthieu Deveau, ingénieur géomètre et doctorant. Cette thèse se déroule au laboratoire MATIS de l'IGN, en partenariat avec TRIMBLE/MENSI et avec EDF R&D, et sa soutenance est prévue en 2006. Ces travaux ont pour objectif de proposer une solution pour la modélisation d'environnements complexes (architecture, industrie, etc.) exploitant à la fois les informations provenant d'une image numérique et celles issues d'un nuage de points 3D obtenus à partir d'acquisitions terrestres. Numéro de notice : A2006-116 Affiliation des auteurs : IGN (1940-2011) Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=27843
in XYZ > n° 106 (mars - mai 2006) . - pp 29 - 34[article]Exemplaires(1)
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Modélisation - Pdf éditeurAdobe Acrobat PDF
Titre : Image-based modeling for object and human reconstruction Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Fabio Remondino, Auteur Editeur : Zurich : Institut für Geodäsie und Photogrammetrie IGP - ETH Année de publication : 2006 Collection : IGP Mitteilungen, ISSN 0252-9335 num. 091 Importance : 159 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-906467-61-0 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie numérique
[Termes IGN] acquisition d'images
[Termes IGN] compensation par faisceaux
[Termes IGN] étalonnage de capteur (imagerie)
[Termes IGN] extraction automatique
[Termes IGN] géométrie projective
[Termes IGN] modélisation 3D
[Termes IGN] objet mobile
[Termes IGN] orientation du capteur
[Termes IGN] orientation externe
[Termes IGN] orientation interne
[Termes IGN] orientation relative
[Termes IGN] photogrammétrie terrestre
[Termes IGN] points homologues
[Termes IGN] reconstruction 3D
[Termes IGN] reconstruction d'objet
[Termes IGN] semis de points
[Termes IGN] traitement d'image
[Termes IGN] vision par ordinateurIndex. décimale : 33.30 Photogrammétrie numérique Résumé : (Auteur) The topic of this research is the investigation of the image-based approach for the 3D modeling of close-range scenes, static objects and moving human characters. Three-dimensional (3D) modeling from images is a great topic of investigation in the research community, even if range sensors are becoming more and more a common source and a good alternative for the generation of 3D information. The interest in 3D modeling is motivated by a wide spectrum of applications, such as video games, animation, navigation of autonomous vehicles, object recognition, surveillance and visualization. In particular, the production of 3D models from existing images or old movies would allow the generation of new scenes involving objects or human characters who may be unavailable for other modeling techniques.
Techniques for 3D modeling have been rapidly advancing over the past few years although most of them focus on single objects or specific applications such as architecture or city mapping. Nowadays the accurate and fully automated reconstruction of 3D models from image data is still a challenging problem. Most of the current approaches developed to recover accurate 3D models are based on semi-automatic procedures, therefore the introduction of new reliable and automated algorithms is one of the key goals in the photogrammetric and vision communities. In fact fully automated image-based approaches generally do not work under certain image network configuration or are not reliable enough for some applications, like cultural heritage documentation. Automated image-based methods require good features in multiple images and very short baselines between consecutive frames to extract dense depth maps and complete 3D models. But these requirements are not satisfied in some practical situations, due to occlusions, illumination changes and lack of texture. Automated processes often end up with areas containing too many features that are not all needed for the object modeling and areas with very few features to pro-duce a complete and detailed model. Automated reconstruction methods generally do not report good accuracy, limiting their use for applications that require only nice-looking 3D models. Furthermore, post processing operations are often required, which means that the user interaction is still needed. Therefore fully automated procedures are generally limited in finding point correspondences and camera poses while for the surface measurement phase the user interaction is generally preferred, in particular for architectures.
The image-based modeling of an object should be meant as the complete process that starts from the acquisition system and ends with a virtual model in three dimensions visible interactively on a computer. The photogrammetric modeling pipeline consists of few well known steps: calibration and orientation, surface measurement and point cloud generation, structuring and modeling of the object geometry, visualization and analysis. Different efforts have been done to increase the level of automation within these steps and broaden the use of the image-based modeling technology. So far, however, the efforts to completely automate the processing, from the image acquisition to the output of a 3D model, are not always successful or not applicable in many 3D modeling projects.
In this dissertation different techniques developed to analyze existing sequence of images and partially automate the process of constructing digital 3D models of static objects or moving human characters are reported. In particular the work investigates if automated and markerless sensor orientation is feasible and under which conditions, if it is possible to recover complete and detailed 3D models of complex objects using automated measurement procedures, which kind of (3D) information can be retrieved from existing image data as well as the capabilities or limits of photogrammetric algorithms in dealing with uncalibrated images and zooming effects. For the investigations, sets of available or self-acquired images, as well as frames digitized from existing monocular videos are used.
The possibility to automatically orient an image sequence heavily depends on the type of images, acquisition and scene. Compared to other research approaches, the developed method for the automated tie point extraction and image orientation relies on accurate feature location achieved using least squares matching measurement algorithm and a statistical analysis of the matched and adjustment results. The reported examples demonstrate its capabilities also for the orientation of images acquired under a wide baseline. A photogrammetric bundle adjustment is always employed to recover the camera parameters and the 3D object coordinates. On the other hand, the analysis of moving human characters using a monocular video is based on a deterministic approach together with constraints and assumptions on the imaged scene as well as on the human's shape and movement. The developed photogrammetric pipeline can accommodate different input data and different types of human motions. The resulted 3D characters and scene information can be used for visualization or animation purposes or in biometric applications with medium accuracy requirements.
For the automated tie point extraction phase, programs for the feature extraction and the relative orientation between image pairs and triplets were implemented, together with a graphical tool to display the recovered correspondences and epipolar geometry. Concerning the human reconstruction from monocular videos, programs were developed to recover 3D models from single images and combine them under the same reference system in case of image sequence analysis.Note de contenu : 1. INTRODUCTION
1.1. 3D Modeling
1.2. Motivations, objectives and contributions
1.3. Overview and organization
2. PROJECTIVE GEOMETRY
2.1. Geometry layers
2.2. Homogeneous coordinates: points, lines, planes and conies
2.3. Projective transformation
2.4. Projective invariants
2.5. Projective camera model
2.6. The reconstruction problem
3. 3D MODELING FROM IMAGES
3.1. 3D modeling overview
3.2. Terrestrial image-based 3D modeling
3.3. 3D modeling from a single image
3.4. Examples
3.5. Final considerations
4. CALIBRATION AND ORIENTATION OF IMAGE SEQUENCES
4.1. Orientation approaches
4.2. Automated tie point extraction
4.3. Bundle adjustment
4.4. Approximative values for the adjustment's unknowns
4.5. Linear features bundle adjustment
4.6. Calibration and orientation of stationary but freely rotating cameras
4.7. Calibration of stationary and fixed camera
5. HUMAN BODY MODELING AND MOVEMENT RECONSTRUCTION
5.1. 3D Modeling of human characters
5.2. Image-based reconstruction of static human body shape
5.3. Forensic metrology
5.4. Markerless motion capture from monocular videos
6. EXPERIMENTS
6.1. Automated markerless tie point extraction
6.2. 3D modeling of an architectural object
6.3. Human body shape modeling from images
6.4. Photogrammetric analysis of monocular videos
6.5. Cultural Heritage object modeling
7. CONCLUSIONS
7.1. Summary of the achievements
7.2. Automated markerless image orientation
7.3. 3D models from images
7.4. Human character reconstruction
7.5. Future work
Appendix A. Detectors and descriptors
A.1. Operators for photogrammetric applications
A.2. Point and region detectors
A.3. Descriptors
A.4. Experimental setup and results
A.5. Location accuracy improvement for detectors and descriptors
A.6. Conclusions
Appendix B. Alternative form of the coplanarity condition
B.1. Relative orientation between two images
B.2. Estimating the Fundamental matrix
B.2.1. Least squares and iterative techniques
B.2.2. Robust estimatorsNuméro de notice : 15201 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse étrangère DOI : 10.3929/ethz-a-005211924 En ligne : http://dx.doi.org/10.3929/ethz-a-005211924 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=55093 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15201-01 33.30 Livre Centre de documentation Photogrammétrie - Lasergrammétrie Disponible Utilisation conjointe de données image et laser pour la segmentation et la modélisation 3D / Matthieu Deveau (2006)
Titre : Utilisation conjointe de données image et laser pour la segmentation et la modélisation 3D Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Matthieu Deveau , Auteur ; Marc Pierrot-Deseilligny , Directeur de thèse ; Georges Stamon, Directeur de thèse Editeur : Paris : Université de Paris 5 René Descartes Année de publication : 2006 Importance : 135 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse présentée pour l'obtention du titre de docteur de l'université René Descartes Paris 5, spécialité informatiqueLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie numérique
[Termes IGN] appariement de points
[Termes IGN] détection de contours
[Termes IGN] données laser
[Termes IGN] forme linéaire
[Termes IGN] image numérique
[Termes IGN] modélisation 3D
[Termes IGN] orientation interne
[Termes IGN] orientation relative
[Termes IGN] point d'intérêt
[Termes IGN] reconstruction 3D du bâti
[Termes IGN] segmentation
[Termes IGN] semis de pointsIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Cette thèse aborde le sujet de l'automatisation de la modélisation 3D de scènes complexes par combinaison d'une image numérique et de données laser. La complémentarité géométrique de l'image et des données laser est mise à profit dans une configuration faisant intervenir une image haute résolution et un nuage de points de résolution inférieure, acquis du même point de vue. Ces travaux s'articulent autour de trois thèmes principaux : l'orientation relative des données, leur segmentation et leur modélisation. Une méthode de mise en place relative des images à partir de points et de segments est proposée. Cette méthode s'appuie d'une part sur l'appariement de points d'intérêts par corrélation entre image numérique et image d'intensité laser, dans les zones texturées, et d'autre part sur l'extraction d'éléments linéaires, sur les discontinuités radiométriques et géométriques. Une deuxième étape consiste à séparer les différents objets présents dans la scène. Cette étape a été étudiée en s'appuyant sur le principe de segmentation hiérarchique. Cette solution permet de combiner information radiométrique et géométrique dans le processus de segmentation. Elle conduit à disposer d'une architecture compacte de description d'une scène, adaptée à de nombreuses applications : pilotage de la phase d'acquisition, sous-échantillonnage adaptatif, caricature de maillage, modélisation... Si cette structure peut s'intégrer dans un processus de modélisation tout-automatique, elle peut aussi être utilisée à travers un outil de saisie semi-automatique, qui permet de garder une part d'interprétation dans le processus de modélisation, tout en disposant d'un outil de modélisation rapide. Cet outil de saisie réunit des informations 2D et des informations 3D, ce qui facilite l'analyse de la scène. Il permet de visualiser différents niveaux du graphe hiérarchique et de sélectionner pour chaque objet le meilleur niveau de description. Il débouche naturellement sur une fonctionnalité de modélisation, examinée en dernier lieu. Celle-ci s'intéresse à la modélisation automatique de surfaces construites à partir de profils quelconques. On obtient ainsi une décomposition très générale de la scène en plans, cylindres à profils quelconques et surfaces de révolution ; la triangulation venant compléter la description là où les autres modèles ne conviennent pas. Note de contenu : Introduction
1 Contexte
2 Caractéristiques des scènes considérées
3 Description recherchée
4 Précision recherchée
5 Structure du document
6 Méthodes de relevé et de reconstruction 3D
6.1 La topométrie
6.2 La photogrammétrie
6.3 La numérisation laser - lasergrammétrie
6.4 Comparaison entre photogrammétrie et lasergrammétrie
6.5 Automatisation de la reconstruction géométrique - État de l'art
7 Stratégie proposée
8 Données
8.1 Caractéristiques des images numériques
8.2 Caractéristiques des nuages de points
8.3 Jeux de données
Chapitre 1 Orientation relative image/laser
1.1 État de l'art
1.1.1 Méthodes par saisie d'éléments ponctuels
1.1.2 Méthode par comparaison des images
1.1.3 Appariement d'éléments linéaires
1.2 Solution proposée
1.3 Modélisation du système
1.3.1 Distance entre points
1.3.2 Distance entre segments
1.3.3 Énergie globale
1.4 Résolution du système
1.4.1 Solution approchée
1.4.2 Algorithme de Gauss-Newton
1.5 Extraction et appariement de points et de segments
1.5.1 Appariement de points
1.5.2 Extraction de segments
1.6 Résultats et éléments d'évaluation
1.6.1 Tests en simulation
1.6.2 Évaluation qualitative
1.6.3 Évaluation quantitative
1.7 Conclusion et perspectives
Chapitre 2 Segmentation hiérarchique conjointe image/laser
2.1 État de l'art
2.1.1 Les approches frontière
2.1.2 Les approches région
2.1.3 Classification
2.1.4 RANSAC (Random Sample Consensus)
2.1.5 Segmentation et fusion de données
2.2 Solution étudiée : la segmentation hiérarchique
2.3 Segmentation hiérarchique de données hétérogènes
2.3.1 Choix de l'énergie pour la construction de la hiérarchie
2.3.2 Bilan des différentes solutions pour le choix de l'énergie
2.4 Solution retenue : segmentation conjointe image/laser
2.4.1 Segmentation initiale conjointe image/laser
2.4.2 Segmentation conjointe des données - résultat
Chapitre 3 Applications de la segmentation pour la modélisation
3.1 Recherche automatique d'une coupe dans la hiérarchie
3.1.1 Critère de coupe
3.1.2 Sélection de modèle
3.1.3 Signature sur la sphère de Gauss
3.2 Recherche interactive d'une coupe dans la hiérarchie
3.2.1 Outils spécialisés
3.3 Reconstruction
3.3.1 Surface de révolution
3.3.2 Surface de translation
3.4 Évaluation de la segmentation
Conclusion et perspectivesNuméro de notice : 13383 Affiliation des auteurs : MATIS (1993-2011) Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de doctorat : Informatique : Paris 5 : 2006 Organisme de stage : MATIS (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=45200 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 13383-01 THESE Livre Centre de documentation Thèses Disponible Documents numériques
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Utilisation conjointe de données... - pdf auteur -Adobe Acrobat PDF Problèmes relatifs aux ombres d'objets élevés sur les photographies aériennes / Raymond d' Hollander in XYZ, n° 104 (septembre - novembre 2005)
[article]
Titre : Problèmes relatifs aux ombres d'objets élevés sur les photographies aériennes Type de document : Article/Communication Auteurs : Raymond d' Hollander (1918 - 2013) , Auteur Année de publication : 2005 Article en page(s) : pp 51 - 54 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie
[Termes IGN] détail topographique artificiel
[Termes IGN] hauteur du bâti
[Termes IGN] objet géographique
[Termes IGN] ombre
[Termes IGN] orientation absolue
[Termes IGN] orientation relative
[Termes IGN] photographie aérienne à axe verticalRésumé : (Auteur) Les ombres des objets élevés sur les photographies aériennes à un axe vertical permettent de résoudre deux problèmes principaux : la détermination de la hauteur de ces objets et l'orientation de la photographie. Numéro de notice : A2005-362 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=27498
in XYZ > n° 104 (septembre - novembre 2005) . - pp 51 - 54[article]Exemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 112-05031 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Exclu du prêt Photogrammetric reconstruction of the Great Buddha of Bamiyan, Afghanistan / Armin Grun in Photogrammetric record, vol 19 n° 107 (September - November 2004)PermalinkUsing parallel projection mathematics to orient an object relative to a single image / S. Kyle in Photogrammetric record, vol 19 n° 105 (March - May 2004)PermalinkSynergetic fusion of GPS and photogrammetrically generated elevation models / Jon P. Mills in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 69 n° 4 (April 2003)PermalinkAn approach to single image automatic orientation and point determination by using ortho-images and a DTM / J.S. Shan in Photogrammetric record, vol 17 n° 98 (October 2001 - March 2002)PermalinkAutomatic relative orientation of large scale imagery over urban areas using modified Iterated Hough transform / A. Habib in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 56 n° 1 (May - June 2001)PermalinkPhoto orientation under unstable conditions: a robust trial and error approach using range ratios / Arie Croitoru in Photogrammetric record, vol 17 n° 97 (April - September 2001)PermalinkIntroduction to modern photogrammetry / E.M. Mikhail (2001)PermalinkDigital photogrammetry, 1. Tome 1 / T. Schenk (1999)PermalinkFrom digital images to spatial objects / Christian Heipke (1995)PermalinkPhotogrammétrie analogique, version provisoire / Didier Moisset (1995)Permalink