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07/11/19 : Soutenance de thèse de Charles-Antoine NOURY

Le Jeudi 7 Novembre à 10h00, Monsieur Charles-Antoine Noury soutiendra publiquement sa thèse de doctorat intitulée:

"Etalonnage de caméra plénoptique et estimation de profondeur à partir des données brutes"

Lieu: Amphi Recherche du pôle Physique, Campus des Cézeaux, 63178 AUBIERE

 

Les travaux seront présentés devant le jury suivant :

- El Mustapha Mouaddib, Professeur des universités, MIS-UPSV (Amiens)
- Christophe Cudel, Professeur des universités, IRIMAS, Université de Haute-Alsace (Mulhouse)
- Pascal Vasseur, Professeur des universités, LITIS, Université de Rouen (Rouen)
- Christine Guillemot, Directrice de recherche, IRISA (Rennes)
- Michel Dhome, Directeur de recherche, Institut Pascal, Université Clermont Auvergne (Clermont-Ferrand)
- Céline Teulière, Maître de conférence, Institut Pascal, Université Clermont Auvergne (Clermont-Ferrand)

 

RÉSUMÉ


Contrairement à une caméra standard qui enregistre deux dimensions d’un champ lumineux, une caméra
plénoptique est conçue pour capturer localement quatre de ses dimensions. La richesse des données issues de
ce capteur ouvre alors la porte à de nombreuse applications : il est possible, par post-traitement, de synthétiser
des images prises de différents points de vue virtuels, de faire une mise au point dans différents plans de la
scène, ou encore de calculer des cartes de profondeur d’une scène à partir d’une seule acquisition et ainsi
obtenir des reconstructions 3D de l’environnement. La capture passive d’une information de profondeur via
un système optique compact rend également ce capteur attractif pour des applications en robotique.
Cependant, l’estimation de profondeur à partir d’un tel capteur nécessite son étalonnage précis. Le nombre
conséquent d’éléments composant la caméra, dont une matrice de microlentilles placée devant le capteur, et
la complexité des données brutes ont guidé la plupart des travaux de l’état de l’art vers la formulation de
modèles de projection simplifiés et l’exploitation des données interprétées, telles que des images synthétisées
et les cartes de profondeur associées, pour les étalonner. Ainsi nos premiers travaux réalisés en collaboration
avec le laboratoire TUM ont consisté à proposer une méthode d’étalonnage à partir d’une mire 3D en exploitant
des données interprétées (images synthétisées et cartes de profondeur associées).
Les limites liées à l’utilisation de données interprétées nous ont alors conduits à proposer une nouvelle
approche d’étalonnage basée sur les données brutes du capteur. Nous avons formalisé un modèle proche des
caractéristiques physiques de la caméra et proposé une minimisation exprimée directement dans l’espace des
données du capteur.
Enfin, nous avons proposé une nouvelle méthode d’estimation de profondeur à échelle métrique utilisant le
modèle de projection de la caméra. Cette approche directe utilise une minimisation de l’erreur entre le contenu
de chaque micro-image et la reprojection de la texture des micro-images qui l’entourent. Les performances de
nos algorithmes ont été évaluées à la fois sur un simulateur développé dans le cadre de cette thèse et sur des
scènes réelles.
Nous avons montré que l’étalonnage est robuste aux mauvaises initialisations du modèle et la précision
des estimations de profondeur surpasse celle de l’état de l’art.