Fast Central Catadioptric Line Extraction

International audienceLines are particularly important features for different tasks such as calibration, structure from motion, 3D reconstruction in computer vision. However, line detection in catadioptric images is not trivial because the projection of a 3D line is a conic eventually degenerated. If the sensor is calibrated, it has been already demonstrated that each conic can be described by two parameters. In this way, some methods based on the adaptation of conventional line detection methods have been proposed. However, most of these methods suffer from the same disadvantages than in the perspective case (computing time, accuracy, robustness, ...). In this paper, we then propose a new method for line detection in central catadioptric image comparable to the polygonal approximation approach. With this method, only two points of a chain allows to extract with a very high accuracy a catadioptric line. Moreover , this algorithm is particularly fast and is applicable in realtime. We also present experimental results with some quantitative and qualitative evaluations in order to show the quality of the results and the perspectives of this method

A Fisher-Rao metric for paracatadioptric images of lines

In a central paracatadioptric imaging system a perspective camera takes an image of a scene reflected in a paraboloidal mirror. A 360° field of view is obtained, but the image is severely distorted. In particular, straight lines in the scene project to circles in the image. These distortions make it diffcult to detect projected lines using standard image processing algorithms. The distortions are removed using a Fisher-Rao metric which is defined on the space of projected lines in the paracatadioptric image. The space of projected lines is divided into subsets such that on each subset the Fisher-Rao metric is closely approximated by the Euclidean metric. Each subset is sampled at the vertices of a square grid and values are assigned to the sampled points using an adaptation of the trace transform. The result is a set of digital images to which standard image processing algorithms can be applied. The effectiveness of this approach to line detection is illustrated using two algorithms, both of which are based on the Sobel edge operator. The task of line detection is reduced to the task of finding isolated peaks in a Sobel image. An experimental comparison is made between these two algorithms and third algorithm taken from the literature and based on the Hough transform

Proyecciones cónicas de rectas en sistemas catadióptricos para percepción visual en entornos construidos por el hombre

Los sistemas de visión omnidireccional son dispositivos que permiten la adquisición de imágenes con un campo de vista de 360º en un eje y superior 180º en el otro. La necesidad de integrar estas cámaras en sistemas de visión por computador ha impulsado la investigación en este campo profundizando en los modelos matemáticos y la base teórica necesaria que permite la implementación de aplicaciones. Existen diversas tecnologías para obtener imágenes omnidireccionales. Los sistemas catadióptricos son aquellos que consiguen aumentar el campo de vista utilizando espejos. Entre estos, encontramos los sistemas hiper-catadióptricos que son aquellos que utilizan una cámara perspectiva y un espejo hiperbólico. La geometría hiperbólica del espejo garantiza que el sistema sea central. En estos sistemas adquieren una especial relevancia las rectas del espacio, en la medida en que, rectas largas son completamente visibles en única imagen. La recta es una forma geométrica abundante en entornos construidos por el hombre que además acostumbra a ordenarse según direcciones dominantes. Salvo construcciones singulares, la fuerza de la gravedad fija una dirección vertical que puede utilizarse como referencia en el cálculo de la orientación del sistema. Sin embargo el uso de rectas en sistemas catadióptricos implica la dificultad añadida de trabajar con un modelo proyectivo no lineal en el que las rectas 3d son proyectadas en cónicas. Este TFM recoge el trabajo que se presenta en el artículo "Significant Conics on Catadioptric Images for 3D Orientation and Image Rectification" que pretendemos enviar a "Robotics and Autonomous Systems". En él se presenta un método para calcular la orientación de un sistema hiper-catadióptrico utilizando las cónicas que son proyecciones de rectas 3D. El método calcula la orientación respecto del sistema de referencia absoluto definido por el conjunto de puntos de fuga en un entorno en que existan direcciones dominantes

Markov Random Fields for Catadioptric Image Processing

Images obtained with catadioptric sensors contain significant deformations which prevent the direct use of classical image treatments. Thus, Markov Random Fields (MRF) whose usefulness is now obvious for projective image processing, can not be used directly on catadioptric images because of the inadequacy of the neighborhood. In this article, we propose to define a new neighborhood for MRF by using the equivalence theorem developed for central catadioptric sensors. We show the importance of this adaptation for segmentation and motion detection.Les images produites par les capteurs catadioptriques présentent des distorsions importantes qui empêchent l’utilisation systématique de traitements conventionnels. Ainsi les champs de Markov dont l’utilité n’est plus à démontrer en traitement d’images perspectives, ne sont pas utilisables directement sur les images omnidirectionnelles. Dans cet article, nous proposons une adaptation des Champs de Markov aux images catadioptriques. La méthode consiste alors à redéfinir la notion de voisinage en utilisant le théorème de l’équivalence des capteurs catadioptriques centraux. Nous montrons l’intérêt de cette adaptation dans le cas de la segmentation supervisée en niveau de gris et de la détection de mouvement