Méthodes et fondements géométriques pour l'autocalibrage plan
Résumé
We consider the problem of camera self-calibration, from images of a planar object with unknown Euclidean structure. The general case of possibly varying focal length is addressed. This problem is non-linear in general. One of our contributions is a non-linear approach, that makes abstraction of the (possibly varying) focal length, resulting in a computationally efficient algorithm. In addition, it does not require a good initial estimate of the focal length, unlike previous approaches. As for the initialization of other parameters, we propose a practical approach, that simply requires to take one image in roughly fronto-parallel position. Closed-form solutions for various configurations of unknown intrinsic parameters are provided. Our methods are evaluated and compared to previous approaches, using simulated and real images. Besides our practical contributions, we also provide a detailed geometrical interpretation of the principles underlying our approach.
Le problème traité ici est celui de l'autocalibrage d'une caméra à focale variable, à partir des vues d'une figure plane "inconnue". Il s'agit de calculer, à la fois, les paramètres intrinsèques de la caméra et ceux liés à la la structure euclidienne du plan observé. Spécifiquement, les données sont limitées aux homographies inter-vues, entre une vue-clef et une vue quelconque. La formulation usuelle de ce problème est non linéaire et présente un inconvénient connu : l'initialisation des distances focales, requise pour une résolution itérative. Notre contribution se situe à plusieurs niveaux. (i) Nous proposons une nouvelle formulation non linéaire qui est indépendante de la distance focale. (ii) Nous proposons des solutions exactes, dont une peut être obtenue par estimation linéaire, dans le cas où le plan de la figure est un plan fronto-parallèle (relativement à la vue-clef) ; cette hypothèse peut être " relâchée " et la solution affinée par une résolution itérative. (iii) Nous établissons un lien entre certaines propriétés projectives et les principes sous jacents à notre méthode. Nous montrons que notre approche est duale à celle usuelle, fondée sur les propriétés des images des points cycliques. En effet, la contrainte que nous proposons exprime l'alignement de trois points, dont un est le pôle de la droite de l'infini par rapport à l'image de la conique duale aux points cycliques. Les expérimentations réalisées valident la performance de nos algorithmes, en termes de précision et de complexité.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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