IMN559 – Vision par ordinateur Automne 2011 IMN 559 – Vision par ordinateur Plan de cours – Automne 2011 Département d’informatique Enseignant : Pierre-Marc Jodoin Courriel : pierre-marc.jodoin@usherbrooke.ca Local : D4-1016-1 Téléphone : (819) 821-8000 poste 62025 Site : http://www.dmi.usherb.ca/~jodoin/ Disponibilités : Jeudi de 9h00 à 17h00 Auxiliaire : Aucun Professeur responsable : Pierre-Marc Jodoin Horaire : Mercredi 10h30 à 11h20 D4-2021 Mercredi 13h30 à 15h20 D4-2021 Description Voir l'annuaire : http://www.usherbrooke.ca/fiches-cours/imn559 Crédits : 3 Organisation Cours : 3 heures/semaine Exercices : 0 heure/semaine Travail personnel : 6 heures/semaine Préalable : IMN449 Concomitante : aucun 1 Présentation 1.1 Mise en contexte Le cours IMN 559, Vision par ordinateur, est la suite du cours IMN 449, Fondements de la vision par ordinateur. Ce cours présuppose que l’étudiant possède de bonnes connaissances en programmation C/C++, en traitement d’images et en probabilités. L’objectif est de transmettre aux étudiants des notions approfondies en segmentation et en reconstruction 3D, deux sujets intimement liés et situés au cœur de la vision par ordinateur. Étant un cours d’imagerie avancé, il n’existe aucun livre couvrant la matière au complet. L’étudiant sera donc invité à consulter différentes sources bibliographiques, en particulier des articles scientifiques ayant servi à monter ...
IMN 559–Vision par ordinateur Plan de cours–Automne 011 Département d’informatiqueEnseignant: PierreMarcJodoin Courriel : pierremarc.jodoin@usherbrooke.ca Local : D410161 Téléphone : (819) 8218000 poste 62025 Site :http://www.dmi.usherb.ca/~jodoin/ Disponibilités : Jeudi de 9h00 à 17h00 Auxiliaire: ucu Professeur responsable: PierreMarc JodoinHoraire:D42021Mercredi 10h30 à 11h20 Mercredi13h30 à 15h20D42021 Description Voir l'annuaire : http://www.usherbrooke.ca/fichescours/imn559 Crédits : 3 Organisation Cours: 3heures/semaine Exercices: 0heure/semaine Travailpersonnel :6 heures/semaine Préalable : IMN449 Concomitante : aucun 1Présentation 1.1Mise en contexte Le cours IMN 559, Vision par ordinateur, est la suite du cours IMN 449, Fondements de la vision par ordinateur. Ce cours présuppose que l’étudiant possèdede bonnes connaissances en programmation C/C++, en traitement d’images et en probabilités.L’objectif est de transmettre aux étudiants des notions approfondies en segmentation et en reconstruction 3D, deux sujets intimement liés et situésau cœur de la vÉtant un coursision par ordinateur. d’imagerie avancé, il n’existe aucun livre couvrant la matière au complet.L’étudiant sera donc invitéà consulter différentes sources bibliographiques, en particulier des articles scientifiques ayant servi à monter certains chapitres.
28/08/2011
1
Plan de cours
IMN559–Vision par ordinateur 1.2Contenu détaillé Chapitre Titre 1 Segmentation
2
3
4
Stéréovision
Reconstruction de volumes 3D complets
Lumière structurée
28/08/2011
Automne 011
Contenu HeuresTravaux 13 Tp1Approches statistique et markovienne oEstimation de densité KMoyennes KMoyennessoftEM MDL Quantification vectorielle oRatio des vraisemblances oOptimisation par maximuma posteriori ICM Recuit simulé Graph cut oApproche par grapheNormalized cut oLevel set Contours géodésiques actifs (méthode de Caselleet al.) Tp2Rappel 8 Fonctions d’énergie à optimiseroSSD Vs SAD oFonctions robustes oMAP oBirtchfieldTomasi oDSI oFiltrer laDSI Algorithmes d’optimisationoWinnerTakeAll oICM oRecuit Simulé oGraph cut Conversion 3D projectif > 3D euclidien Cinéma 3D Occultation Stéréovision sans géométrie épipolaire. 5 TP3Méthode des silhouettes oMéthode du seuil oApproche markovienne oSoustraction de fond oRatio des vraisemblances Voxel coloring Space carving Graph cut 3DCorrection de distorsion oRadiale etfisheyeApproches au laser6 Tp45 oMéthode avec point laser oMéthode avec bande laser oStéréovision laser oCalibration par table
2
Plan de cours
IMN559–Vision par ordinateurAutomne 011 oCalibration par plans oLimites physiques et compromis Projecteur LCD (codage temporel) oCode gray Vs code binaire oPatrons inversés oDécalage de phase oApproche markovienne oCalibration projecteur Projecteur LCD (codage spatial) oPatrons de couleur oPatrons en niveaux de gris. oGrille régulière 5.StéréophotométrieBref rappel sur la formation de l’imageN/A 3 Carte de gradient Depth from needle map oMéthode de FrankotChellappa oMéthode variationnelle de Horn oThéorème d’EulerLagrange Stéréophotométrie 6. Reconstruction3D monoculaireShape from motion(si le temps le permet)3 TP4 oMéthode utilisant une table tournante Depth/Shape from focus oNakagawaMéthode de Nayar et oExtension Markovienne Depth/Shape from defocusoMéthode générale (Pentland) oMéthode particulière 7. Panoramaset misesCorrélation/FFT 4 en correspondance Homographie Méthode de LucasKanade oTranslation oTransformation projective oTransformation affine Méthode par points caractéristiques (algo. RANSAC) Points et descripteurs SIFT 2Organisation 2.1Méthode pédagogique Une semaine comprend trois heures de cours magistraux.La plupart des présentations en classe se feront à l’aide de notes de cours en formatPowerpointdisponibles à l’adresse suivante:www.dmi.usherb.ca/~jodoin/cours/imn559/. Tout au long de la session, l’étudiant devra implémenter les notions vues en classe à travers quatre travaux pratiques. Des instructions particulières seront données pour chacun des travaux et les périodes de consultation seront déterminées en classe.En ce qui concerne les examens, seules des notes manuscrites non photocopiées sont admises, tout manuel et notesde cours (en format Powerpoint) étant interdits.L’examen final est récapitulatif.2.2Calendrier du cours Semainedu ChapitreLaboratoire 1 310820101 Tp1 2 070920101 Tp1
28/08/2011
3
Plan de cours
IMN559–Vision par ordinateurAutomne 011 3 140920101 Tp1 4 210920101 Tp1 5 2809201012 Tp2 6 051020102 Tp2 7 121020102 Tp2 8 19102010Examen périodiqueTp2 9 26102010Relâche Tp3 10 021120103 Tp3 11 091120104 Tp4 12 1611201045 Tp4 13 2311201056 Tp4 14 3011201067 Tp5 15 071220107 TP5 2.3Évaluation Devoirs (5) :5 % (10% + 10% + 10% + 10%+5%) Examen périodique:15 % Examen final:0 % 2.4Échéancier des travaux TP Réceptiondu travailThème Remisedu code 130082010Segmentation24092010 224092010Stéréovision + occlusion22102010 322102010Shape from silhouettes, soustraction de fond05112010 405112010Shape from focus, lumière structurée26112010 526112010Correction de distorsion de lentille10122010 + Présentation de H.Larochelle À déterminer 2.5Directives particulières es travaux pratiques se feront par équipe de deux personnes. Des instructions particulières seront données pour chacun des travaux.Une interface console vous sera fourni ainsi que certaines fonctions et classes déjà codées (le code sera disponible sur la page du cours).Vous devrez éviter de modifier cette interface car la correction s’effectuera avec les fichiers originaux.Vous devrez aussi respecter la signature des fonctions fournies. Vous devrez remettretout ce qu’il faut (incluant lemakefile) pour compiler sous Linux (g++).En d’autres mots, la programmation en C++ peut être réalisé dansn’importeenvironnement (Windows, Linux, Solaris, MacOS) en autant que la version finale compile sous Linux. La remise du travail se fera par le système turnin (voir section 0 du présent document).À noterqu’aucun rapportn’est à remettre. À moins d’avis contraire, tout travail effectué par équipe de trois se verra imposer une pénalité de 25%. La pénalité est de 100% pour des équipes de plus detrois. Pour réaliser la programmation chacun a besoin d’un code d’accès (numéro de compte, mot de passe) aux ordinateurs du département. Celuici est disponible dès la première semaine de cours. Pour obtenir votre numéro de compte, vous pouvez suivre les instructions fournies en annexe. Ces mêmes instructions sont affichées au laboratoire D41017 et sur la page Web du département d’informatique (D.I.) sous la rubrique "Ressources/Documentation". Les sujets des travaux seront disponibles sur la page Web du cours (www.dmi.usherb.ca/~jodoin/cours/imn559/). La remise du travail s’effectue le jour et à l’heure exigés. Le non respect de la date de remise entraîne une pénalité de 10% par jour de retard. Cela signifie qu’il faut toujours viser à terminer son travail de programmation au moins 24 heures avant la date de remise pour tenir compte des pannes possibles et de la surcharge quasiinévitable. Ceci est un conseil qui vaut son pesant de points. Les modalités de remise de chaque travail vous seront fournies avec leur sujet.
28/08/2011
4
Plan de cours
IMN559–Vision par ordinateur 3Références 3.1Matériel obligatoire [1]es notes Powerpoint disponibles sur le site web du cours.
Automne 011
3.2Bibliographie uvrages de référence que l’on peut notamment consulter à la bibliothèque. [1]Computer Vision : ThreeDimensional Data from Images, Klette R., Schlüns K., Koschan A., Springer 1998 [2]Robot Vision, Horn H, MIT Press, 1986. [3]Multiple View Geometry in Computer Vision, 2nd Edition,Hartley R. et Zisserman A., Cambridge, 2003 [4]Handbook of Mathematical Models in Computer Vision, Paragios N., Chen Y. et Faugeras O., Springer 2006 [5]Computer and Robot Vision, Haralick R. and Shapiro L., AddisonWesley, 1993 [6]Computer Vision: A Modern Approach, Forsyth D. et Ponce J., Prentice Hall 2002. [7]Handbook of Image and Video Processing, 2nd Edition, Bovik A., Elsevier 2006 [7]Les articles et tutoriels disponibles à l’adresse :www.dmi.usherb.ca/~jodoin/cours/imn559/doc/
3.3Liens utiles [1]ibliothèque de l’Université de Sherbrooke :www.usherbrooke.ca/biblio[2]Documentation pour turnin www.usherbrooke.ca/informatique/ressources/documentation/data/turnin/index.html) [3]Autres liens sur la page du cours www.dmi.usherb.ca/~jodoin/cours/imn559/