Image processing tools for omnidirectional vision
Outils de traitement d'images adaptés au traitement d'images omnidirectionnelles
Résumé
In this thesis, we develop new image processing tools suited to omnidirectional vision. These new tools are based on the equivalent sphere, as defined by Geyer and Daniilidis. This is motivated by the following facts : classical image processing tools, that are suited for planar images, provide us with errors, since these methods do not take into account the peculiar geometry of omnidirectional images. Our approach give efficient methods, with the same resolution quality in the periphery or in the center of the image. This thesis is organized as follows : in a first section, we introduce what is omnidirectional image associated with a catadioptric sensor, and we recall what is the equivalent sphere. In a second section, we introduce the mathematical tools which will be used in the sequel : Fourier analysis on the sphere, spherical harmonics, spherical convolution. We then construct edge detection operators and smoothing operators based on this approach. We finally benchmark our methods on some omnidirectional images, and we discuss the advantages of our low-level processing tools against classical planar operators. These tests provide us with visual evidences of the advantages of our method, specially for a processing that is uniform on the image.
Cette thèse est consacrée au développement d'outils de traitement adaptés aux images omnidirectionnelles grâce à la "sphère équivalente". En effet, l'utilisation directe de méthodes classiques (c'est-à-dire appropriées aux images réelles) sur des images omnidirectionnelles introduit des erreurs car elle ne prend pas en considération les distorsions introduites par le miroir. Projeter les images omnidirectionnelles sur cette sphère offre l'avantage de pouvoir effectuer les différents traitements sur un espace plus uniforme. Dans un premier temps, nous rappelons le principe de la vision omnidirectionnelle, puis nous nous attardons sur un capteur en particulier, celui composé d'une caméra observant un miroir parabolique. Nous donnons ensuite les éléments de démonstration pour justifier l'existence de la "sphère équivalente". Dans un second temps, nous présentons différents outils mathématiques (harmoniques sphériques, convolution sphérique...) nécessaires au développement de nos méthodes sphériques. Nous proposons ensuite la construction de plusieurs traitements bas-niveaux adaptés aux images sphériques : débruitage et détection de contours. Ces différentes méthodes ont fait l'objet de tests afin de déterminer leurs avantages par rapport aux "méthodes classiques" de traitements d'images omnidirectionnelles. Ces comparaisons ont mis en évidence l'avantage de ces "méthodes sphériques" qui offrent un traitement uniforme sur toute l'image.
Loading...