Méthodes d'analyse-synthèse en vision monoculaire dynamique : application au clonage de visages en visiophonie tridimensionnelle

Abstract

L'aboutissement des techniques d'analyse developpees dans le cadre de la vision par ordinateur a favorise l'avenement de la norme mpeg-4, consequence d'un interet grandissant sur les technologies multimedia et de realite virtuelle, comme l'animation de clones 3D de visage. En asseyant l'acuite visuelle des systemes intelligents sur les bases de la geometrie projective, l'ingenierie de la vision a pu decrire avec succes les phenomenes de la creation d'images et les proprietes communes a plusieurs projections (images) d'une meme scene tridimensionnelle. Les deux premiers chapitres dressent un large apercu des problemes classiques de vision tridimensionnelle. La determination de la geometrie et du mouvement 3D d'un solide en mouvement a partir d'une sequence d'images acquise par une seule camera fixe non-calibree est un probleme dual non encore adresse dans la litterature. L'originalite de ce travail consiste en l'etablissement d'une methode de reconstruction tridimensionnelle fondee sur le principe d'analyse-synthese. Le processus d'analyse se decline en trois etapes successives de segmentation, d'appariement et de classification : une famille de descripteurs invariants algebriques projectifs permet d'interpreter la nature du mouvement tridimensionnel des points precedemment apparies sur les images par un algorithme de Block-Matching. La synthese tridimensionnelle est alors realisee par l'action conjointe de deux algorithmes de reconstruction fondes sur l'hypothese de mouvement et ayant des fonctionnements duaux d'estimation et de calcul des attributs tridimensionnels de l'ensemble de points ainsi decrits. Ces approches constituent une reelle boite a outils que nous avons mis en pratique dans un schema de codage compatible MPEG-4 dedie au clonage 3D de visages humains. Dans la pratique, les limites de la precision numerique de ces derniers ne nous ont pas permis de reconstruire la structure tridimensionnelle des objets a partir des images reelles. Cependant, la mise en œuvre de ces outils sur des sequences synthetiques laisse presager de nombreuses et fructueuses perspectives. A defaut de presenter une methode performante, cette these indique de maniere precise quels sont les efforts a mener pour realiser une analyse/synthese robuste de scene 3D.