Intitulée : Contribution aux Traitements des Images 3D et Omnidirectionnelles

Abstract

La vision omnidirectionnelle est une discipline qui vise l'élargissement du champ de vue des systèmes de vision pour le rendre panoramique, voire une perception de 360° dans toutes les directions. Plusieurs solutions ont été imaginées pour y arriver, parmi lesquelles l'approche catadioptrique qui tient une place privilégiée. Beaucoup d'applications, notamment en robotique mobile, ont prouvé le grand intérêt de cette approche dans la perception artificielle. Elles ont aussi soulevé une multitude de questions théoriques et pratiques. Les images omnidirectionnelles issues de capteurs ou caméras catadioptriques présentent diverses propriétés géométriques particulières, telles que la résolution hétérogène et les fortes distorsions appelées anamorphoses. L'application des algorithmes de traitement classiques à ce type d'images se trouve limité en termes de performances et donne parfois des résultats erronés. Dans cette thèse nous contribuons à étendre des traitements initialement dédiés aux images ordinaires planes en vue de les appliquer aux images omnidirectionnelles. Par conséquent, nous avons divisé notre travail en deux grands groupes de traitements, le premier traite ces images dans le domaine fréquentiel, et le deuxième dans le domaine spatial, pour vérifier la nécessité du prétraitement proposé dans ce manuscrit. Il s'agit de projeter l'image omnidirectionnelle sur la sphère, pour se rapprocher autant que possible de son origine qui est de forme parabolique. Tant que l'image est traitée sur la sphère, les opérateurs ordinaires connus et appliqués en imagerie ordinaire ne sont plus adéquats. Alors, la transformée de Fourier est étendue sur la sphère en utilisant les harmoniques sphériques de différents ordres et degrés. Pour cela, d'un côté, nous avons d'abord amélioré le filtre de Wiener et la commande optimale pour les rendre sphériques, puis les équations aux dérivées partielles dans le but de réaliser une déconvolution sphérique. En fin la fibration de Heinz–Hopf a été utilisée afin d'appliquer la théorie du contrôle aux images sphériques. D'un autre côté des traitements classiques ont été appliqués directement aux images omnidirectionnelles, en les considérants comme des images ordinaires comme le filtre de Kalman, la segmentation (k-means), filtre particulaire et la déconvolution par la méthode de Monté Carlo. La projection sur la sphère offre beaucoup d'avantages et flexibilité dans les traitements des images omnidirectionnelles vu les bons résultats obtenus, qui nous confirment que le changement du plan de traitement à la sphère n'est obligatoire que si les approches utilisées pour le traitement nécessitent un changement de domaine du spatial au fréquentiel.