Outils logiciels temps réel pour l'assistance à la production stéréoscopique 3D

Abstract

L'histoire du cinéma 3D est presque aussi longue que celle du cinéma 2D. Toutefois, ce n'est qu'avec l'utilisation des médias numériques que la commercialisation du contenu stéréoscopique 3D s'est concrétisée. Puisque la production stéréoscopique 3D nécessite l'utilisation de deux caméras, il est nécessaire de correctement ajuster celles-ci afin de produire du contenu pouvant être visualisé sans inconfort, tout en reproduisant adéquatement les caractéristiques du système visuel humain permettant la perception en profondeur. Les outils d'assistance à l'ajustement des caméras stéréoscopiques étant coûteux, la production de contenu stéréoscopique est généralement réservée aux utilisateurs expérimentés ou ayant des moyens financiers suffisants. Afin de rendre disponible l'utilisation et l'amélioration de cette technologie, il serait pertinent de fournir des outils gratuits et libres de droit. Puisqu'il existe des bibliothèques logicielles libres pour le traitement d'images stéréoscopiques appliqué au domaine de la reconstruction 3D, ce projet cherche à évaluer la possibilité d'adapter ces algorithmes pour le développement d'outils logiciels temps réel d'assistance à la production de contenu stéréoscopique. Pour ce faire, la détection et la correspondance de points caractéristiques sont utilisés afin de déterminer l'alignement relatif des caméras par l'estimation de la géométrie épipolaire. Les problèmes d'alignement sont par la suite corrigés par la rectification numérique des images. Afin d'obtenir une rectification stable en temps réel, les résultats montrent que des améliorations doivent être apportées aux algorithmes d'alignement et de rectification des images: 1) l'utilisation d'un détecteur de points caractéristiques alternatif non-propriétaire permettrait une meilleure performance; 2) l'utilisation d'un algorithme alternatif pour l'estimation robuste de l'alignement des caméras permettrait une estimation sans avoir à déterminer de paramètres de façon empirique; 3) l'utilisation d'un filtre de Kalman serait nécessaire pour une rectification stable des images lors d'une séquence vidéo. Le projet vise à l'intégration des techniques et de leurs améliorations dans une bibliothèque logicielle à code source ouvert, OpenS3D. Les fonctionnalités intégrées dans OpenS3D sont la visualisation de contenu stéréoscopique, les calculs pour l'assistance à l'alignement des caméras, la rectification numérique des images, l'analyse des profondeurs perçues pour une scène capturée. Toutes les fonctionnalités sont disponibles en temps réel à partir de l'interface utilisateur d'OpenS3D. Puisque les améliorations apportées aux techniques de calcul d'alignement des caméras permettent d'obtenir une estimation stable et cohérente au niveau temporel, cette estimation pourrait être directement utilisée afin de corriger les erreurs d’alignement de façon automatique. Une automatisation des paramètres des caméras permettrait par exemple de filmer des scènes 3D à partir de robots mobiles. De plus, des techniques supplémentaires pourraient être ajoutées au logiciel telles que l'analyse de rivalités rétiniennes pour les différences de couleur, de luminosité ou de reflets lumineux

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