[go: up one dir, main page]

FR2779854A1 - Cartographic digital data production method for generating three dimensional coordinates from two dimensional pictures - Google Patents

Cartographic digital data production method for generating three dimensional coordinates from two dimensional pictures Download PDF

Info

Publication number
FR2779854A1
FR2779854A1 FR9807557A FR9807557A FR2779854A1 FR 2779854 A1 FR2779854 A1 FR 2779854A1 FR 9807557 A FR9807557 A FR 9807557A FR 9807557 A FR9807557 A FR 9807557A FR 2779854 A1 FR2779854 A1 FR 2779854A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
pixel
seed
disparity
predicted
pixels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9807557A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2779854B1 (en
Inventor
David Canu
Frederic Perlant
Damien Feneyrou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus DS SAS
Original Assignee
Matra Systemes et Information
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matra Systemes et Information filed Critical Matra Systemes et Information
Priority to FR9807557A priority Critical patent/FR2779854B1/en
Publication of FR2779854A1 publication Critical patent/FR2779854A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2779854B1 publication Critical patent/FR2779854B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

Using a first criteria, an embryo pixel with known cartographic data is established. It's neighbors are considered growth pixels and on a second criteria predictions are collected and used to calculate cartographic data. If the data is validated, according to a third criteria, a new embryo is identified, and it's neighbors become growth pixels

Description

PROCEDE DE PRODUCTION DE DONNEES CARTOGRAPHIQUESPROCESS FOR PRODUCING MAP DATA

La présente invention concerne les procédés de production de données cartographiques caractérisant les pixels d'une image numérique et elle trouve des applications dans de très  The present invention relates to methods of producing cartographic data characterizing the pixels of a digital image and it finds applications in very

nombreux domaines.many areas.

Parmi ces domaines d'application, on peut notamment citer la production de données cartographiques caractérisant la position en trois dimensions de points d'une scène à partir de plusieurs images fournies par des capteurs voyant la scène sous des angles différents. Les données cartographiques sont alors constituées par les coordonnées tridimensionnelles du  Among these fields of application, we can notably cite the production of cartographic data characterizing the three-dimensional position of points of a scene from several images provided by sensors seeing the scene from different angles. The cartographic data are then constituted by the three-dimensional coordinates of the

point dans la scène.point in the scene.

On connaît déjà de nombreux procédés de production de  Numerous processes for the production of

données cartographiques destinées aux applications précéden-  cartographic data for previous applications

tes.your.

Dans le cas particulier de la stéréographie, il existe déjà de très nombreux procédés permettant de retrouver le relief d'une scène à partir d'au moins deux images planes de la scène, prises sous des angles de vue différents. Ces procédés recherchent une mise en correspondance d'éléments différents dans les images. On trouvera notamment une  In the particular case of stereography, there are already many methods for finding the relief of a scene from at least two plane images of the scene, taken from different angles of view. These methods seek to match different elements in the images. One will find in particular a

description d'algorithmes appropriés dans l'article de  description of suitable algorithms in the article

Nicolas Ayache "Artificial vision for mobile robots: stereo-  Nicolas Ayache "Artificial vision for mobile robots: stereo-

vision and multisensory perception", InterEdition 1991,  vision and multisensory perception ", InterEdition 1991,

auquel on pourra se reporter.to which we can refer.

Cet article montre en particulier qu'on peut limiter la recherche du pixel d'une image qui correspond à un pixel d'une autre image à un segment d'une droite épipolaire bien déterminée. On utilise à l'heure actuelle l'une ou l'autre de deux approches pour mettre en correspondance ou apparier les éléments des deux images. Une première méthode consiste à rechercher une correspondance pixel à pixel entre les images  This article shows in particular that one can limit the search for the pixel of an image which corresponds to a pixel of another image to a segment of a well-determined epipolar line. Either of two approaches is currently used to match or match the elements of the two images. A first method consists in searching for a pixel to pixel correspondence between the images

(stéréovision dense). Une autre méthode recherche la corres-  (dense stereovision). Another method searches for the

pondance entre des éléments plus synthétiques dans l'image, tels que des segments extraits (stéréovision extraite). Dans  weight between more synthetic elements in the image, such as extracted segments (extracted stereovision). In

le premier cas, on utilise la corrélation entre des vignet-  the first case, we use the correlation between thumbnails

tes. En stéréovision dense on compare, par des processus classiques de reconnaissance de forme, une vignette centrée sur le pixel à apparier d'une première image à une série de  your. In dense stereovision, a thumbnail centered on the pixel to be matched from a first image to a series of

vignettes centrées sur les positions possibles du correspon-  thumbnails centered on the possible positions of the corresponding

dant de ce pixel dans l'autre image ou chacune des autres images. A chaque position testée, correspondant à une  of this pixel in the other image or each of the other images. At each position tested, corresponding to a

disparité (différence entre abscisse sur les droites épipo-  disparity (difference between abscissa on the epipo- lines

laires respectives), on associe un indice de ressemblance,  respective laires), we associate a resemblance index,

tel qu'un coefficient d'intercorrélation. Chaque pixel a plu-  such as an intercorrelation coefficient. Each pixel has more

sieurs disparités candidates (une par maximum local de l'intercorrélation). Le choix de la disparité retenue pour chaque pixel se fait généralement en considérant les choix  several candidate disparities (one per local maximum of the cross-correlation). The choice of the disparity retained for each pixel is generally made by considering the choices

de disparité des pixels voisins de la même ligne. La cohéren-  of disparity of the neighboring pixels of the same line. The coherence

ce est donc monodimensionnelle. C'est le choix de la dispari-  so it's one-dimensional. It is the choice of the dispari-

té parmi celles possibles qui est simplifié en n'effectuant la comparaison qu'avec des vignettes toutes centrées sur une même épipolaire. En contrepartie de sa simplicité, cette méthode a un inconvénient: elle n'utilise pas la cohérence spatiale entre points adjacents d'une même image, dans des domaines étendus. Souvent, les résultats obtenus présentent  tee among those possible which is simplified by making the comparison only with thumbnails all centered on the same epipolar. In return for its simplicity, this method has a drawback: it does not use the spatial coherence between adjacent points of the same image, in wide domains. Often the results obtained show

des stries correspondant à la direction des épipolaires.  streaks corresponding to the direction of the epipolar.

De meilleurs résultats sont obtenus en comparant les disparités choisies faites sur des lignes voisines. Mais il  Better results are obtained by comparing the selected disparities made on neighboring lines. But he

en résulte des temps de calcul prohibitifs.  this results in prohibitive calculation times.

On a également déjà proposé (document Ayache déjà mentionné) une approche en stéréovision discrète, mettant en correspondance des segments extraits des images, utilisant  We have also already proposed (Ayache document already mentioned) a discrete stereovision approach, matching segments extracted from the images, using

une propagation bidimensionnelle de résultats, avec vérifica-  a two-dimensional propagation of results, with verification

tion d'hypothèses. Cette approche est schématisée sur la  tion of hypotheses. This approach is schematized on the

figure 1.figure 1.

Pour une image, on fait des hypothèses d'appariement des segments. Elles consistent à choisir des segments de longueur et d'orientation à peu près similaires et compatibles dans la géométrie épipolaire. On obtient ainsi, pour une image,  For an image, we make segment pairing hypotheses. They consist in choosing segments of roughly similar length and orientation which are compatible in the epipolar geometry. We thus obtain, for an image,

une liste H d'hypothèses d'appariement entre deux segments.  a list H of matching hypotheses between two segments.

Pour chacune de ces hypothèses Hi, correspondant à un appariement déterminé, on tente de propager l'appariement issu de l'hypothèse au segment voisin. On détermine, pour chaque hypothèse, une "force" qui est le nombre de segments pour lequel on arrive à un appariement correct. On établit  For each of these hypotheses Hi, corresponding to a determined pairing, we try to propagate the pairing resulting from the hypothesis to the neighboring segment. We determine, for each hypothesis, a "force" which is the number of segments for which we arrive at a correct pairing. We establish

ainsi une liste Ai d'appariements réputés corrects.  thus a list Ai of pairings deemed to be correct.

Puis, pour chaque paire de segments, on élimine, dans la liste H d'hypothèses, toutes les hypothèses semblables aux appariements Ai obtenus. Les conflits d'appariement entre  Then, for each pair of segments, we eliminate, in the list H of hypotheses, all the hypotheses similar to the pairings Ai obtained. Matching conflicts between

hypothèses peuvent être résolus en retenant celle des hypo-  hypotheses can be solved by retaining that of the hypo-

thèses pour laquelle la "force" est la plus élevée.  theses for which the "force" is the highest.

Une fois éliminées dans H, les hypothèses semblables à Ai, il subsiste une liste A d'appariements pour lesquels la  Once eliminated in H, the hypotheses similar to Ai, there remains a list A of pairings for which the

continuité est vérifiée dans la liste avec rejet des appa-  continuity is checked in the list with rejection of devices

riements incohérents.Inconsistent laughter.

On arrive ainsi à une liste A finale.  We thus arrive at a final list A.

Cette solution donne des résultats satisfaisants, mais  This solution gives satisfactory results, but

uniquement pour une stéréovision non-dense.  only for non-dense stereovision.

La présente invention vise à fournir un procédé de production de données cartographiques répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il fournit des résultats fiables avec un volume de calcul acceptable. Elle propose notamment d'écarter  The present invention aims to provide a method of producing cartographic data which meets the requirements of practice better than those known in the past, in particular in that it provides reliable results with an acceptable calculation volume. In particular, it proposes to rule out

les inconvénients du traitement global (utilisés en stéréovi-  the disadvantages of the overall treatment (used in stereovi-

sion discrète) en utilisant la cohérence bidimensionnelle qui existe dans des zones continues des images (c'est-à-dire en conservant les caractéristiques favorables)  discrete sion) using the two-dimensional coherence that exists in continuous areas of the images (i.e. retaining the favorable characteristics)

Pour cela il est fait usage de la cohérence bidimension-  For this, use is made of the two-dimensional coherence

nelle de l'image sur de grands domaines, afin de propager des informations considérées comme sûres. Les voisins d'un point sûr ont une forte probabilité d'avoir un résultat (par exemple une disparité) proche de celui-ci. Pour mettre en oeuvre cette approche on partira de "germes". Un germe sera un point dont le résultat est considéré comme certain. Ce résultat sera considéré comme une prédiction du résultat des voisins. Pour que le germe croisse, on vérifie et corrige la prédiction; puis on intègre le voisin au germe. En plus de la prédiction et de la vérification, déjà prévues dans  image on large domains, in order to propagate information considered as safe. The neighbors of a safe point have a high probability of having a result (for example a disparity) close to this one. To implement this approach we will start with "seeds". A germ will be a point whose result is considered certain. This result will be considered as a prediction of the result of the neighbors. In order for the germ to grow, we check and correct the prediction; then we integrate the neighbor into the germ. In addition to prediction and verification, already provided for in

l'article de Ayache, on utilise donc une propagation bidimen-  Ayache's article, so we use two-way propagation

sionnelle grâce au voisinage bidimensionnel entre pixels. De façon générale, l'invention propose notamment un  thanks to the two-dimensional proximity between pixels. In general, the invention notably proposes a

procédé de production de données cartographiques caractéri-  process for producing characteristic cartographic data

sant des pixels d'au moins une image numérique, suivant lequel (a) on sélectionne un pixel germe, auquel est affectée une donnée cartographique connue ou déterminée de façon sûre; (b) on affecte, à chaque pixel d'un voisinage prédéterminé à deux dimensions centré sur le pixel germe, une donnée  health of pixels of at least one digital image, according to which (a) a seed pixel is selected, to which is known known or determined map data; (b) a datum is assigned to each pixel of a predetermined two-dimensional neighborhood centered on the seed pixel

cartographique prédite constituée par la valeur cartographi-  predicted cartographic value constituted by the cartographic value

que du pixel germe; (c) on applique, à chaque pixel du voisinage, un critère de validité de la donnée prédite et on retient ce pixel en tant que pixel germe additionnel, avec la valeur cartographique prédite, éventuellement ajustée, si le critère est rempli; et (d) on poursuit la croissance de façon bidimensionnelle, en effectuant de plus un contrôle de cohésion entre les valeurs prédites dans le cas d'un pixel appartenant aux  that of the germ pixel; (c) a criterion for the validity of the predicted datum is applied to each pixel in the neighborhood and this pixel is retained as an additional seed pixel, with the predicted cartographic value, possibly adjusted, if the criterion is fulfilled; and (d) the growth is continued in a two-dimensional manner, in addition carrying out a cohesion check between the predicted values in the case of a pixel belonging to the

voisinages de plusieurs pixels germes.  neighborhoods of several germ pixels.

Les étapes de prévision et de vérification (étapes b et c) peuvent utiliser des critères comparables à ceux décrits dans l'article de N. Ayache "Vision stéréoscopique et perception multi-sensorielle" déjà cité, mais ces critères  The forecasting and verification stages (stages b and c) can use criteria comparable to those described in the article by N. Ayache "Stereoscopic vision and multi-sensory perception" already cited, but these criteria

sont appliqués, dans le cas de l'invention, à une cartogra-  are applied, in the case of the invention, to a mapping

phie du genre qu'on peut qualifier de dense, en ce sens qu'elle affecte une valeur cartographique à chaque pixel plutôt que de traiter des segments, comme dans le cas de  phie of the kind that can be described as dense, in the sense that it assigns a cartographic value to each pixel rather than treating segments, as in the case of

l'article de Ayache.Ayache's article.

Dans le cas particulier de la stéréovision, la donnée cartographique est la disparité, dont on peut ensuite déduire par des algorithmes connus, pour chaque pixel de coordonnées  In the particular case of stereovision, the cartographic datum is the disparity, which can then be deduced by known algorithms, for each pixel of coordinates

(x,y), l'altitude (z).(x, y), altitude (z).

Dans ce cas, l'étape (c) pourra impliquer, pendant la  In this case, step (c) may involve, during the

propagation du germe et alors que le pixel à traiter appar-  propagation of the germ and while the pixel to be treated appears

tient au voisinage de plusieurs pixels germes pré-existants, le calcul d'un coefficient d'intercorrélation en fonction de la disparité, mais cela uniquement dans un domaine étroit autour de la disparité prédite. Lorsque les disparités prédites à partir de plusieurs pixels germes diffèrent entre elles d'une quantité supérieure à un seuil de discontinuité prédéterminé, plusieurs recherches seront nécessaires et fréquemment les disparités prédites seront les mêmes pour les  is due to the vicinity of several pre-existing seed pixels, the calculation of an intercorrelation coefficient as a function of the disparity, but this only in a narrow domain around the predicted disparity. When the disparities predicted from several seed pixels differ from each other by an amount greater than a predetermined discontinuity threshold, several searches will be necessary and frequently the predicted disparities will be the same for the

différents pixels, au seuil de discontinuité près.  different pixels, to the nearest discontinuity threshold.

L'intérêt de l'invention dans ce cas apparaît immédiate-  The interest of the invention in this case appears immediate-

ment si une comparaison est faite avec l'application d'un algorithme classique de stéréovision dense. Un tel algorithme recherche globalement les appariements entre tous les pixels d'une ligne d'une première image et des pixels correspondants d'une seconde image. Cela implique un calcul de corrélation qui est effectué pour chacun des pixels successifs d'une ligne d'une première image, sur un intervalle de recherche qui est forcément beaucoup plus étendu que dans le cas de l'invention. A l'issue de cette première étape, chacun des N coefficients d'intercorrélation correspondant à chacun des N points d'une ligne, fournit un ensemble d'appariements potentiels du pixel correspondant. Une opération ultérieure effectue une sélection par ligne des appariements, en  ment if a comparison is made with the application of a classical dense stereovision algorithm. Such an algorithm globally searches for the pairings between all the pixels of a line of a first image and of the corresponding pixels of a second image. This implies a correlation calculation which is carried out for each of the successive pixels of a line of a first image, over a search interval which is necessarily much longer than in the case of the invention. At the end of this first step, each of the N intercorrelation coefficients corresponding to each of the N points of a line, provides a set of potential pairings of the corresponding pixel. A subsequent operation makes a selection by line of the pairings, in

utilisant la cohérence spatiale unidimensionnelle de l'image.  using the one-dimensional spatial coherence of the image.

A titre d'indication, on peut relever que l'algorithmie classique exige autant de corrélations que de disparités  As an indication, we can note that the classical algorithm requires as many correlations as disparities

entières possibles, alors que la mise en oeuvre de l'inven-  whole possible, while the implementation of the invention

tion n'exige dans la plupart des cas que trois corrélations par pixel, correspondant à la vérification de la présence  tion requires in most cases only three correlations per pixel, corresponding to the presence check

d'un maximum local pour la majorité des points.  a local maximum for most points.

En d'autres termes, l'invention propose, dans le cas d'un procédé de stéréovision dense o la donnée cartographique est la disparité de chaque pixel d'un couple d'images stéréogra phiques, suivant lequel, une fois constitué un germe formé de plusieurs pixels, (b) on affecte, à chaque pixel à traiter appartenant au voisinage de plusieurs pixels du germe, plusieurs disparités prédites constituées par les disparités de chaque pixel germe voisin, (c) on applique au pixel à traiter, un même critère de validité de chaque disparité prédite à partir d'un pixel germe voisin, sous forme d'un calcul d'intercorrélation autour de la disparité donnée par la prédiction et dans un intervalle de discontinuité prédéterminé. Cet intervalle correspond à une continuité entre la prédiction et le résultat recherché. On retient celle des disparités prédites qui donne le pic de corrélation le plus élevé, dans la mesure o le coefficient d'intercorrélation du pic dépasse un seuil prédéterminé; et (d) on intègre le pixel traité au germe si la proposition d'intercorrélation est supérieure au seuil, puis on poursuit  In other words, the invention proposes, in the case of a dense stereovision method where the cartographic datum is the disparity of each pixel of a pair of stereographic images, according to which, once a germ formed has formed of several pixels, (b) we assign to each pixel to be processed belonging to the neighborhood of several pixels of the seed, several predicted disparities constituted by the disparities of each neighboring seed pixel, (c) we apply to the pixel to be processed, the same criterion validity of each disparity predicted from a neighboring seed pixel, in the form of an intercorrelation calculation around the disparity given by the prediction and in a predetermined discontinuity interval. This interval corresponds to a continuity between the prediction and the desired result. We retain that of the predicted disparities which gives the highest correlation peak, insofar as the peak intercorrelation coefficient exceeds a predetermined threshold; and (d) the processed pixel is integrated into the seed if the intercorrelation proposal is greater than the threshold, then we continue

la croissance de façon bidimensionnelle.  growth in two dimensions.

Au cours de cette croissance, on traite les pixels voisins auxquels n'est pas encore attribuée une disparité, ainsi que les pixels pour lesquels les critères de validité n'ont pas été remplis, par exemple parce que les prédictions à partir de plusieurs pixels voisins diffèrent des valeurs  During this growth, the neighboring pixels to which a disparity is not yet assigned are treated, as well as the pixels for which the validity criteria have not been fulfilled, for example because the predictions from several neighboring pixels differ from values

supérieurs au seuil de discontinuité.  above the discontinuity threshold.

La croissance peut ainsi se poursuivre jusqu'à remplir toute région qui est relativement homogène et pour laquelle un appariement est possible. Elle conduira en revanche à  Growth can thus continue until it fills any region which is relatively homogeneous and for which pairing is possible. However, it will lead to

écarter les pixels pour lesquels l'appariement est impossi-  remove the pixels for which matching is impossible

ble, par exemple parce qu'un point représenté par un pixel dans une des images est masqué dans l'autre image ou parce qu'il y a une discontinuité brutale de disparités, par exemple dans des images de scènes comportant des ruptures de relief brutales. Dans le second cas, les domaines qui n'auront pas été traités par propagation d'un germe situé dans un premier domaine peuvent être traités à leur tour, en  ble, for example because a point represented by a pixel in one of the images is masked in the other image or because there is an abrupt discontinuity of disparities, for example in images of scenes comprising sudden breaks in relief . In the second case, the domains which have not been treated by propagation of a germ located in a first domain can be treated in turn, by

partant d'un nouveau germe.starting from a new germ.

Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres  The above features as well as others

apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit  will appear better on reading the description which follows

de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exem-  particular embodiments, given by way of example

ples non limitatifs.ples nonlimiting.

La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent,  The description refers to the accompanying drawings,

dans lesquels: - la figure 1, déjà mentionnée, est un organigramme d'un algorithme d'appariement de segments connu (par exemple celui de l'article de N. Ayache);  in which: - Figure 1, already mentioned, is a flowchart of a known segment matching algorithm (for example that of the article by N. Ayache);

- la figure 2 est un diagramme de principe d'un algo-  - Figure 2 is a block diagram of an algo-

rithme indiquant les traitements successifs qui interviennent dans le procédé suivant l'invention; - les figures 3A, 3B et 3C indiquent des voisinages utilisables pour mettre en oeuvre l'invention; - la figure 4 montre un critère possible de sélection d'un pixel germe; - la figure 5 montre la croissance de la zone traitée dans un domaine homogène, en présence d'une zone incohérente  rithm indicating the successive treatments which intervene in the process according to the invention; - Figures 3A, 3B and 3C indicate neighborhoods that can be used to implement the invention; - Figure 4 shows a possible criterion for selecting a seed pixel; - Figure 5 shows the growth of the treated area in a homogeneous area, in the presence of an inconsistent area

avec le domaine o s'effectue la croissance.  with the area where growth takes place.

Comme on l'a déjà indiqué plus haut, le principe de base de l'invention consiste dans la propagation, jusqu'à couvrir tout un domaine homogène, d'informations considérées comme sûres en partant du postulat que les voisins d'un pixel dont on a déterminé la donnée cartographique sûre ont une forte probabilité d'avoir une donnée cartographique égale à la  As already indicated above, the basic principle of the invention consists in propagating, until it covers an entire homogeneous domain, information considered to be safe, starting from the premise that the neighbors of a pixel whose we have determined the safe cartographic data have a high probability of having a cartographic data equal to the

donnée du pixel sûr ou proche de cette donnée.  pixel data safe or close to this data.

Pour cela on peut considérer que la démarche suivant l'invention implique la mise en oeuvre de quatre critères successifs: - critère 1: critère de définition d'un pixel sûr, qui constituera un germe initial;  For this, we can consider that the approach according to the invention implies the implementation of four successive criteria: - criterion 1: criterion for defining a safe pixel, which will constitute an initial seed;

- critère 2: critère de détermination des valeurs carto-  - criterion 2: criterion for determining the carto- values

graphiques prédites pour un pixel non encore traité et voisin d'un pixel ou de pixels germe;  predicted graphics for a pixel not yet processed and close to a seed pixel or pixels;

- critère 3: critère de validation d'une valeur carto-  - criterion 3: criterion for validating a carto- value

graphique égale à une valeur prédite, éventuellement avec une correction; - critère 4: choix d'un voisinage pour la propagation  graph equal to a predicted value, possibly with a correction; - criterion 4: choice of a neighborhood for propagation

du germe.germ.

La démarche suivie est schématisée en figure 2. La première opération consiste à recherche un pixel sûr, parmi ceux qui ne sont pas encore traités. On définit, autour  The approach followed is shown diagrammatically in FIG. 2. The first operation consists in finding a safe pixel, among those which are not yet processed. We define, around

de ce pixel, un voisinage constitué de pixels de croissance.  of this pixel, a neighborhood made up of growth pixels.

On peut utiliser divers voisinages. Dans le cas d'un réseau carré de pixels, il peut comporter huit ou quatre pixels, comme indiqué sur les figures 3A et 3B. Dans le cas d'une répartition en quinconce, le voisinage sera généralement constitué de six pixels occupant les sommets d'un hexagone  Various neighborhoods can be used. In the case of a square array of pixels, it can comprise eight or four pixels, as indicated in FIGS. 3A and 3B. In the case of a staggered distribution, the neighborhood will generally consist of six pixels occupying the vertices of a hexagon

(figure 3G).(Figure 3G).

A partir de là, on exécute sur chaque pixel de croissance  From there, we execute on each pixel of growth

(voisin d'au moins un pixel germe), une boucle de traitement.  (neighbor of at least one seed pixel), a processing loop.

La première étape de la boucle consiste à collecter et à exploiter les prédictions, puis à calculer une valeur cartographique à partir de cette exploitation. La valeur cartographique attribuée et éventuellement corrigée est ensuite soumise à un critère de validation. Si le critère n'est pas rempli, la valeur est considérée comme non valide et il y a retour à l'entrée de la boucle. Si le critère est  The first step in the loop is to collect and use the predictions, then calculate a cartographic value from this use. The cartographic value assigned and possibly corrected is then subject to a validation criterion. If the criterion is not fulfilled, the value is considered as invalid and there is a return to the input of the loop. If the criterion is

rempli, la valeur validée est mémorisée pour le pixel traité.  filled, the validated value is memorized for the processed pixel.

Les pixels de l'image appartenant à son voisinage et non encore affectés d'une valeur sont considérés comme des pixels  The pixels of the image belonging to its vicinity and not yet assigned a value are considered to be pixels

de croissance, auxquels on applique la boucle de traitement.  growth, to which the processing loop is applied.

Stéréovision dense: On décrira maintenant un mode possible de mise en oeuvre du procédé pour affecter une disparité, constituant la donnée cartographique, aux points d'une scène représentée par des  Dense stereovision: We will now describe a possible mode of implementation of the method for assigning a disparity, constituting the cartographic datum, to the points of a scene represented by

images de la scène vue sous des angles différents.  images of the scene seen from different angles.

L'opération de départ consiste à sélectionner un point auquel correspondra le pixel germe dans une des images. Dans certains cas, le point de la scène a des caractéristiques connues, et peut être identifié visuellement dans les deux images. Dans ce cas la disparité peut être sélectionnée de façon arbitraire. Dans la plupart des cas cependant, il faudra affecter une disparité obtenue de façon sûre par le calcul.  The starting operation consists in selecting a point to which the germ pixel will correspond in one of the images. In some cases, the point of the scene has known characteristics, and can be identified visually in the two images. In this case the disparity can be selected arbitrarily. In most cases, however, it will be necessary to assign a disparity obtained in a safe manner by calculation.

Pour cela, on établit une courbe de variation du coeffi-  For this, we establish a variation curve of the coefficient

cient dintercorrélation en fonction de la disparité sur un large intervalle de recherche le long d'une épipolaire. On connaît déjà des méthodes de détermination de l'intervalle de recherche nécessaire et de calcul d'un coefficient de corrélation. Un tel procédé est par exemple décrit dans l'article de Ayache mentionné ci-dessus, sous la rubrique 3.5. Toutefois, pour obtenir une certitude élevée sur la disparité attribuée au premier pixel germe, il est préférable d'adopter un critère plus sûr que la simple recherche d'un  cient of intercorrelation as a function of disparity over a wide search interval along an epipolar. Methods are already known for determining the necessary search interval and for calculating a correlation coefficient. Such a process is for example described in the article by Ayache mentioned above, under section 3.5. However, to obtain a high certainty on the disparity attributed to the first seed pixel, it is better to adopt a safer criterion than the simple search for a

pic de la fonction dintercorrélation.  peak of the cross-correlation function.

En particulier, on peut ne retenir un pixel comme germe, avec une disparité D, que si: - le maximum de coefficient dintercorrélation Cl pour D est supérieur à un seuil prédéterminé S (figure 4), et  In particular, a pixel can be retained as a seed, with a disparity D, only if: the maximum of the intercorrelation coefficient Cl for D is greater than a predetermined threshold S (FIG. 4), and

- l'amplitude relative par rapport au second pic (C1-  - the relative amplitude compared to the second peak (C1-

C2)/C1 est également supérieure à un seuil.  C2) / C1 is also greater than a threshold.

La collecte des prédictions, pour un pixel non encore traité, est effectuée à partir de tous les voisins de ce pixel qui ont une disparité déjà attribuée, appartenant donc  The collection of predictions, for a pixel not yet processed, is carried out from all the neighbors of this pixel which have a disparity already assigned, therefore belonging

au germe.to the germ.

Par exemple, on disposera, pour le pixel P de la figure 3A, de deux disparités prédites si les disparités sont déjà  For example, we will have, for the pixel P of FIG. 3A, two predicted disparities if the disparities are already

attribuées, dans son voisinage, aux pixels 4 et 5.  assigned, in its vicinity, to pixels 4 and 5.

Le calcul des coefficients d'intercorrélation pour le pixel P ne se fera alors qu'autour de chaque disparité prédite, dans un intervalle de recherche qui peut être  The computation of the intercorrelation coefficients for the pixel P will then only be done around each predicted disparity, in a search interval which can be

beaucoup plus limité que dans le cas des procédés tradition-  much more limited than in the case of traditional processes-

nels. L'intervalle de recherche peut par exemple être limité à: [disparité prédite - seuil de discontinuité - 1; disparité  nels. The search interval can for example be limited to: [predicted disparity - discontinuity threshold - 1; disparity

prédite + seuil de discontinuité + 1].  predicted + discontinuity threshold + 1].

Le seuil de discontinuité est choisi à priori. Il joue deux fonctions. D'une part, un pixel ne sera traité que si les disparités attribuées à partir des disparités des pixels  The discontinuity threshold is chosen a priori. It plays two functions. On the one hand, a pixel will only be processed if the disparities allocated from the pixel disparities

voisins ne diffèrent pas de plus du seuil de discontinuité.  neighbors do not differ by more than the discontinuity threshold.

D'autre part, il définit l'intervalle de recherche, les décalages de un pixel permettant de détecter un maximum même  On the other hand, it defines the search interval, the offsets of one pixel making it possible to detect a maximum even

au bord de l'intervalle de recherche.  at the edge of the search interval.

La disparité retenue pour le pixel traité est celle qui donne le pic de corrélation le plus élevé, parmi les pics de corrélation obtenus pour les intervalles de recherche  The disparity retained for the pixel processed is that which gives the highest correlation peak, among the correlation peaks obtained for the search intervals.

associés aux diverses prédictions.  associated with various predictions.

Le résultat est validé (critère 3) uniquement si le coefficient dintercorrélation pour la disparité retenue est supérieur à un seuil. Dans l'affirmative, le pixel traité est intégré au germe et sera donc utilisé pour poursuivre la propagation. Enfin, le traitement sera repris sur les pixels du  The result is validated (criterion 3) only if the intercorrelation coefficient for the selected disparity is greater than a threshold. If so, the processed pixel is integrated into the seed and will therefore be used to continue the propagation. Finally, the processing will be resumed on the pixels of the

nouveau voisinage.new neighborhood.

Les valeurs numériques du seuil de corrélation pour la recherche d'un pixel germe, du seuil sur l'amplitude relative du second pic, du seuil de discontinuité et du seuil de corrélation pour la propagation seront choisis en fonction  The numerical values of the correlation threshold for the search for a seed pixel, of the threshold on the relative amplitude of the second peak, of the discontinuity threshold and of the correlation threshold for the propagation will be chosen according to

de la nature de la scène.of the nature of the scene.

A titre d'exemple, une scène comportant un seul bâtiment de grande taille a été traité par un processus classique de stéréovision dense, avec un intervalle de recherche sur la disparité de - 10 à + 10 pixels et par le procédé suivant l'invention. Dans cet exemple, le processus classique exige un calcul systématique de vingt et une corrélations par pixel; le procédé suivant l'invention permet de ne calculer que trois coefficients dintercorrélation, en vue de la vérification d'un maximum local, pour la grande majorité des  For example, a scene comprising a single large building was treated by a conventional process of dense stereovision, with a research interval on the disparity of - 10 to + 10 pixels and by the method according to the invention. In this example, the classical process requires a systematic calculation of twenty-one correlations per pixel; the method according to the invention makes it possible to calculate only three intercorrelation coefficients, with a view to verifying a local maximum, for the vast majority of

points. Du fait que le procédé utilise la cohérence bidimen-  points. Because the method uses two-dimensional coherence

sionnelle, on élimine les stries.the streaks are eliminated.

[11 Le procédé qui vient d'être décrit fait l'hypothèse d'une continuité de la disparité dans des domaines importants et permet de prédire les résultats au bord du germe en cours de croissance. Pour affiner la position du pic de corrélation, il est possible de propager non seulement l'information de disparité, mais aussi la valeur de ses dérivées premières en x et en y, voire même la valeur des dérivées secondes. Le recalage de la valeur prédite par recherche du maximum le plus proche de la courbe de corrélation en fonction de la disparité est alors complété par le recalage des dérivées en x et en y. Cette approche présente notamment un intérêt dans  [11 The process which has just been described makes the assumption of a continuity of the disparity in important fields and makes it possible to predict the results at the edge of the germ in the course of growth. To refine the position of the correlation peak, it is possible to propagate not only the disparity information, but also the value of its first derivatives in x and in y, or even the value of the second derivatives. The registration of the predicted value by search for the maximum closest to the correlation curve as a function of the disparity is then completed by the registration of the derivatives in x and in y. This approach is particularly interesting in

le cas de zones à fort relief.the case of high relief areas.

Les dérivées de la disparité peuvent être calculées par un processus similaire à celui décrit dans la thèse de doctorat de l'école polytechnique de F. Devernay "Vision stéréoscopique et propriétés différentielles des surfaces",  The derivatives of the disparity can be calculated by a process similar to that described in the doctoral thesis of the polytechnic school of F. Devernay "Stereoscopic vision and differential properties of surfaces",

février 1997.February 1997.

Une première approche consiste à effectuer une régression bilinéaire sur l'ensemble des disparités déjà calculées situées dans un voisinage de taille constante d'un point de la carte de disparité. On affecte alors aux dérivées de la  A first approach consists in performing a bilinear regression on all the already calculated disparities located in a neighborhood of constant size of a point on the disparity map. We then assign to the derivatives of the

disparité des valeurs égales aux coefficients de la régres-  disparity of values equal to the regression coefficients

sion. Une seconde approche consiste à calculer les dérivées premières de la disparité directement à partir d'une paire d'images stéréoscopiques. Les dérivées sont alors assimilées aux paramètres d'un élément d'une des images déformées pour obtenir le maximum du coefficient de corrélation entre les deux régions des images. Cette dernière approche est décrite  if we. A second approach consists in calculating the first derivatives of the disparity directly from a pair of stereoscopic images. The derivatives are then assimilated to the parameters of an element of one of the deformed images to obtain the maximum of the correlation coefficient between the two regions of the images. This latter approach is described

dans la thèse de F. Devernay en pages 60 à 62.  in the thesis of F. Devernay on pages 60 to 62.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Procédé de production de données cartographiques caractérisant des pixels d'au moins une image numérique, suivant lequel (a) on sélectionne un pixel germe, auquel est affectée une donnée cartographique connue ou déterminée de façon sûre; (b) on affecte, à chaque pixel d'un voisinage prédéterminé en deux dimensions centré sur le pixel germe, une donnée  1. A method of producing cartographic data characterizing pixels of at least one digital image, according to which (a) a seed pixel is selected, to which is known known or determined cartographic data reliably; (b) a data item is assigned to each pixel of a predetermined two-dimensional neighborhood centered on the seed pixel cartographique prédite constituée par la valeur cartographi-  predicted cartographic value constituted by the cartographic value que du pixel germe; (c) on applique, à chaque pixel du voisinage, un critère de validité de la donnée prédite et on retient ce pixel en tant que pixel germe additionnel, avec la valeur cartographique prédite, éventuellement ajustée, si le critère est rempli; et (d) on poursuit la croissance de façon bidimensionnelle, en effectuant de plus un contrôle de cohésion entre les valeurs prédites dans le cas d'un pixel appartenant aux  that of the germ pixel; (c) a criterion for the validity of the predicted datum is applied to each pixel in the neighborhood and this pixel is retained as an additional seed pixel, with the predicted cartographic value, possibly adjusted, if the criterion is fulfilled; and (d) the growth is continued in a two-dimensional manner, in addition carrying out a cohesion check between the predicted values in the case of a pixel belonging to the voisinages de plusieurs pixels germes.  neighborhoods of several germ pixels. 2. Procédé de stéréovision selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (c) comprend, une fois le germe constitué de plusieurs pixels, le calcul d'un coefficient dintercorrélation en fonction de la disparité, uniquement dans un domaine étroit autour de la disparité prédite à  2. The stereovision method according to claim 1, characterized in that step (c) comprises, once the seed consists of several pixels, the calculation of an intercorrelation coefficient as a function of the disparity, only in a narrow domain around of the disparity predicted to partir de chaque pixel voisin du germe.  from each neighboring pixel of the seed. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue plusieurs recherches à partir des disparités prédites à partir de plusieurs pixels germes du voisinage différant entre elles d'une quantité inférieure à un seuil  3. Method according to claim 2, characterized in that several searches are carried out from the predicted disparities from several seed pixels in the neighborhood differing from one another by an amount less than a threshold de discontinuité prédéterminé.of predetermined discontinuity. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la recherche en cours de l'étape (c) est effectuée le long d'une épipolaire dans un intervalle égal à: [disparité prédite - seuil de discontinuité - 1; disparité  4. Method according to claim 3, characterized in that the search during step (c) is carried out along an epipolar in an interval equal to: [predicted disparity - discontinuity threshold - 1; disparity prédite + seuil de discontinuité + 1].  predicted + discontinuity threshold + 1]. 5. Procédé selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on retient un pixel comme pixel germe avec une disparité D lorsque: - le maximum de coefficient d'intercorrélation Cl pour D est supérieur à un seuil prédéterminé S (figure 4), et  5. Method according to claim 2, 3 or 4, characterized in that a pixel is retained as a seed pixel with a disparity D when: - the maximum of cross-correlation coefficient Cl for D is greater than a predetermined threshold S (figure 4), and - l'amplitude relative par rapport au second pic (C1-  - the relative amplitude compared to the second peak (C1- C2)/C1 est également supérieure à un seuil prédéterminé.  C2) / C1 is also greater than a predetermined threshold. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications  6. Method according to any one of the claims 2 à 5, caractérisé en ce qu'au cours de l'étape (d) on propage, en plus de l'information de disparité, mais aussi  2 to 5, characterized in that during step (d), in addition to the disparity information, it also propagates la valeur de ses dérivées en x et en y.  the value of its derivatives in x and in y. 7. Procédé de production de données cartographiques en stéréovision dense, les données étant constituées par la disparité, de chaque pixel entre les deux images d'un couple dimages stéréographiques, suivant lequel, (a) une fois constitué un germe formé de plusieurs pixels, (b) on affecte, à chaque pixel à traiter appartenant au voisinage de plusieurs pixels d'un germe de disparités connues, plusieurs disparités prédites constituées par les disparités de chaque pixel germe voisin, (c) on applique, au pixel à traiter, un même critère de validité de chaque disparité prédite à partir d'un pixel germe voisin, sous forme d'un calcul dintercorrélation autour de la disparité donnée par la prédiction et dans un intervalle de discontinuité prédéterminé et on retient celle des disparités prédites qui donne le pic de corrélation le  7. Method for producing cartographic data in dense stereovision, the data being constituted by the disparity, of each pixel between the two images of a pair of stereographic images, according to which, (a) once a seed formed of several pixels has been formed, (b) we assign to each pixel to be processed belonging to the neighborhood of several pixels of a seed of known disparities, several predicted disparities constituted by the disparities of each neighboring seed pixel, (c) we apply to the pixel to be processed, a same validity criterion for each disparity predicted from a neighboring seed pixel, in the form of an intercorrelation calculation around the disparity given by the prediction and in a predetermined discontinuity interval and we retain that of the predicted disparities which gives the peak of correlation the plus élevé, dans la mesure o le coefficient d'intercorréla-  higher, insofar as the cross-correlation coefficient tion du pic dépasse un seuil prédéterminé; et (d) on intègre le pixel traité au germe si la proposition d'intercorrélation est supérieure au seuil, puis on poursuit  tion of the peak exceeds a predetermined threshold; and (d) the processed pixel is integrated into the seed if the intercorrelation proposal is greater than the threshold, then we continue la croissance de façon bidimensionnelle.  growth in two dimensions.
FR9807557A 1998-06-16 1998-06-16 PROCESS FOR PRODUCING MAP DATA Expired - Fee Related FR2779854B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9807557A FR2779854B1 (en) 1998-06-16 1998-06-16 PROCESS FOR PRODUCING MAP DATA

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9807557A FR2779854B1 (en) 1998-06-16 1998-06-16 PROCESS FOR PRODUCING MAP DATA

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2779854A1 true FR2779854A1 (en) 1999-12-17
FR2779854B1 FR2779854B1 (en) 2000-08-18

Family

ID=9527431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9807557A Expired - Fee Related FR2779854B1 (en) 1998-06-16 1998-06-16 PROCESS FOR PRODUCING MAP DATA

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2779854B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5309522A (en) * 1992-06-30 1994-05-03 Environmental Research Institute Of Michigan Stereoscopic determination of terrain elevation
US5524064A (en) * 1992-09-09 1996-06-04 U.S. Philips Corporation Device for coding still images

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5309522A (en) * 1992-06-30 1994-05-03 Environmental Research Institute Of Michigan Stereoscopic determination of terrain elevation
US5524064A (en) * 1992-09-09 1996-06-04 U.S. Philips Corporation Device for coding still images

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JONES G A: "CONSTRAINT, OPTIMIZATION, AND HIERARCHY: REVIEWING STEREOSCOPIC CORRESPONDENCE OF COMPLEX FEATURES", COMPUTER VISION AND IMAGE UNDERSTANDING, vol. 65, no. 1, January 1997 (1997-01-01), pages 57 - 78, XP000685839 *
NEUENSCHWANDER W ET AL: "VELCRO SURFACES: FAST INITIALIZATION OF DEFORMABLE MODELS", COMPUTER VISION AND IMAGE UNDERSTANDING, vol. 65, no. 2, February 1997 (1997-02-01), pages 237 - 245, XP000686187 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2779854B1 (en) 2000-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1088279B1 (en) Image search method, based on image invariant indexing
EP2024900B1 (en) Method for identifying a person and acquisition device
EP2356493B1 (en) Method for geologically modeling seismic data by trace correlation
EP0627693B1 (en) Apparatus for segmenting images composed of textures
FR2648979A1 (en) METHOD OF SEGMENTING THE MOTION FIELD OF AN IMAGE AND ITS APPLICATION TO VIDEO IMAGE CODING
EP0960382B1 (en) Method for identifying in a pre-established catalogue stars detected by a star sensor
EP2710555B1 (en) Method for determining elements in relief on the surface of a tyre
EP0587232A1 (en) Still image coding device
EP1340103B1 (en) Method for detecting new objects in an illuminated scene
EP3608835B1 (en) Method for processing images of fingerprints
FR2831304A1 (en) Method for detecting a motif within a digital image, whereby the image is compared by comparing a current and a reference window, containing a reference motif image, with the images divided into similarly sized pixel sub-blocks
EP0545475B1 (en) Method and apparatus for synthesizing texture signals
FR2779854A1 (en) Cartographic digital data production method for generating three dimensional coordinates from two dimensional pictures
FR2623642A1 (en) Method of segmenting vascular angiographic images by vectorial tracking of axes and servo-controlled detection of contours
EP1129432B1 (en) Method for comparing recorded pixel images representing equipotential lines of at least an integrated circuit chip
WO2002095620A2 (en) Method for discretizing attributes of a database
EP1110409B1 (en) Method for estimating motion between two images
EP1053533A1 (en) Method for spatial segmentation of an image into visual objects and application
EP1069531A1 (en) Integration of constraint lines in a Delaunay triangulation
FR2726107A1 (en) SIGNAL PROCESSING ASSEMBLY FOR DETERMINING THE POSITION OF A MOBILE BODY IN RELATION TO ITS ENVIRONMENT
FR2906053A1 (en) DISENTING IMAGES.
FR2955408A1 (en) IMAGE SEGMENTATION METHOD, COMPUTER PROGRAM, AND CORRESPONDING COMPUTER SYSTEM
WO2021123617A1 (en) Method for encoding a digital image in order to compress same
WO2024100349A1 (en) System and method for assisting with the navigation of a mobile system
WO2023247208A1 (en) Method for segmenting a plurality of data, and corresponding coding method, decoding method, devices, systems and computer program

Legal Events

Date Code Title Description
CA Change of address
CD Change of name or company name
CA Change of address
CD Change of name or company name
CJ Change in legal form
ST Notification of lapse

Effective date: 20090228