Numérisation de documents bombés: simulation de la mise à plat par shape from shading - Digitization of convex documents : simulation of the setting flat by shape from shading

Numérisation de documents bombés: simulation de la mise à plat par shape from shading

Digitization of convex documents : simulation of the setting flat by shape from shading

Frédéric Courteille Alain Crouzil  Jean-Denis Durou  Pierre Gurdjos 

IRIT, Université Paul Sabatier, 118 route de Narbonne, 31062 Toulouse Cedex 9

Corresponding Author Email: 
courteille@irit.fr
Page: 
7-23
|
Received: 
10 November 2005
|
Accepted: 
N/A
|
Published: 
28 February 2006
| Citation

OPEN ACCESS

Abstract: 

We describe a novel method for the fast digitization of a skew document (e.g., a page of an open book), from one image taken by a camera. Our method carries out the setting flat of the document thanks to a realistic formulation of the problem in terms of shape from shading, involving perspective projection. Results are shown on real images.

Résumé

Nous proposons une méthode originale permettant la numérisation rapide d'un document bombé (par exemple une page d'un livre ouvert) à partir d'une photographie de celui-ci. Cette méthode réalise la « mise à plat » du document grâce à une formulation réaliste du problème en terme de shape from shading, prenant en compte notamment la projection perpective. Des résultats sont présentés sur images réelles.

Keywords: 

Digitization, documents, flattening, computer vision, shape from shading

Mots clés

Numérisation, documents, mise à plat, vision par ordinateur, shape from shading

1. Introduction
2. Présentation De La Problématique
3. Modélisation Du Shape From Shading En Conditions Réalistes D'acquisition Photographique
4. Application À La Correction De Photographies De Documents Gauches
5. Résultats Expérimentaux
6. Conclusion
  References

[BS00] BROWN M.S., SEALES W.B., « Beyond 2D Images: Effective 3D Imaging for Library Materials ». Dans Proceedings of the 5th ACM Conference on Digital Libraries, pages 27-39, San Antonio, Texas, États-Unis, juin 2000.

[BS01] BROWN M.S., SEALES W.B., «Document Restoration Using 3D Shape: A General Deskewing Algorithm for Arbitrarily Warped Documents». Dans Proceedings of the 8th IEEE International Conference on Computer Vision (volume I), pages 365-375, Vancouver, Canada, juillet 2001.

[CC03] CHAMBON S., CROUZIL A., «Dense matching using correlation: new measures that are robust near occlusions », Dans Proceedings of the British Machine Vision Conference, pages 143-152, Norwich, Royaume-Uni, septembre 2003,

[CCDG04a] COURTEILLE F., CROUZIL A., DUROU J.-D., GURDJOSP., «Shape from shading en conditions réalistes d'acquisition photographique ». Dans Actes du 14ème Congrés Francophone de Reconnaissance des Formes et Intelligence Artificielle (volume II), pages 925-934, Toulouse, France, janvier 2004.

[CCDG04a] COURTEILLE F., CROUZIL A., DUROU J.-D., GURDJOSP., «Towards shape from shading under realistic photographic conditions». Dans Proceedings of the 17th International Conference on Pattern Recognition (volume II), pages 277-280, Cambridge, Royaume-Uni, août 2004.

[CDL03] CAO H., DING X. , LIU C., «A Cylindrical Surface Model to Rectify the Bound Document Image». Dans Proceedings of the 9th IEEE International Conference on Computer Vision (volume I), pages 228-233, Nice, France, octobre 2003.

[CHT04] CUBAUD P., HAAS J.-F., TOPOL A., «Numérisation 3D de documents par photogrammétrie». Dans Actes du Colloque International Francophone sur l'Écrit et le Document, pages 228-233, La Rochelle, France, juin 2004.

[CSO97] CHO S. I., SAITO H., OZAWA S., «A Divide-and-conquer Strategy in Shape from Shading Problem ». Dans Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, pages 413-419, San Juan, Porto Rico, juin 1997.

[Dan00] DANIEL P., «Peut-on extraire le relief d'une seule image ?». Thèse de doctorat, Université Paul Sabatier, Toulouse, France, janvier 2000.

[DBQ97] DONCESCU A., BOUJU A., QUILLET V., «Former books digital processing: image warping». Dans Proceedings of the IEEE Workshop on Document Image Analysis, pages 5-9, San Juan, Porto Rico, juin1997.

[DFS04] DUROU J.-D., FALCONE M., SAGONA M., «A Survey of Numerical Methods for Shape from Shading». Rapport de Recherche 2004-2-R, Institut de Recherche en Informatique de Toulouse, Toulouse, France, janvier 2004.

[HB86] HORN B. K. P., BROOKS M. J., «The Variational Approach to Shape From Shading». Computer Vision, Graphics, and Image Processing, 33(2):174-208, février 1986.

[HS79] HORN B. K. P., SJOBERG R. W., « Calculating the Reflectance Map». Applied Optics, 18(11):1770-1779, juin 1979.

[HT96] HASEGAWA J. K., TOZZI C. L., «Shape from Shading with Perspective Projection and Camera Calibration ». Computers and Graphics, 20(3):351-364, juin 1996.

[KNO+99] KASHIMURA M., NAKAJIMA T., ONDA N., SAITO H., OZAWA S., «Practical Introduction of Image Processing Technology to Digital Archiving of Rare Books». Dans Proceedings of the International Conference on Signal Processing Application Technology, Toronto, Canada, octobre 1999.

[LK94] LEE K. M., KUO C.-C. J., «Shape from Shading with Perspective Projection». Computer Vision, Graphics, and Image Processing: Image Understanding, 59(2):202-212, mars 1994.

[LRT93] LIONS P.-L., ROUY E., TOURIN A., « Shape-fromShading, viscosity solutions and edges ». Numerische Mathematik, 64(3):323-353, mars 1993.

[NIK91] NAYAR S. K., IKEUCHI K., KANADE T., «Shape from Interreflections». International Journal of Computer Vision, 6(3):173-195, août 1991.

[Pen89] PENNA M. A., «A Shape from Shading Analysis for a Single Perspective Image of a Polyhedron ». IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 11(5):545-554, juin 1989.

[PF03] PRADOS E., FAUGERAS O., «“Perspective Shape from Shading” and Viscosity Solutions». Dans Proceedings of the 9th IEEE International Conference on Computer Vision (volume II), pages 826-831, Nice, France, octobre 2003.

[Pra04] PRADOS E., « Application of the theory of the viscosity solutions to the Shape From Shading problem ». Thèse de doctorat, Université de Nice - Sophia Antipolis, Nice, France, octobre 2004.

[Smy90] SMYTHE D. B., «A two-pass mesh warping algorithm for object transformation and image interpolation ». ILM Technical Memo 1030, Computer Graphics Department, 1990, Lucasfilm Ltd.

[TB04] TSOI Y.-C., BROWN M. S., «Geometric and Shading Correction for Images of Printed Materials: A Unified Approach Using Boundary». Dans Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (volume I), pages 240-246, Washington, D.C., États-Unis, juin 2004.

[TSY03] TANKUS A., SOCHEN N., YESHURUN Y., «Reconstruction of Medical Images by Perspective Shapefrom-Shading ». Dans Proceedings of the 9th IEEE International Conference on Computer Vision (volume II), pages 862-869, Nice, France, octobre 2003.

[TSY04] TANKUS A., SOCHEN N., YESHURUN Y., «A New Perspective [on] Shape-from-Shading». Dans Proceedings of the 17th International Conference on Pattern Recognition (volume III), pages 778-781, Cambridge, Royaume-Uni, août 2004.

[WM92] WADA T., UKIDA H., MATSUYAMA T., «Shape from Shading with Interreflections Under a Proximal Light Source: Distortion-Free Copying of an Unfolded Book». Dans Proceedings of the IAPR Workshop on Machine Vision and Applications, pages 591-594, Tokyo, Japon, decembre 1992.

[WM92] WADA T., MATSUYAMA T., «Shape from Shading on Textured Cylindrical Surface Restoring Distorted Scanner Images of Unfolded Book Surfaces». International Journal of Computer Vision, 24(2):125-135, septembre 1997.

[YKKM04] YAMASHITA A., KAWARAGO A., KANEKO T., MIURA K. T., «Shape Reconstruction and Image Restoration for Non-Flat Surfaces of Documents with a Stereo Vision System ». Dans Proceedings of the 17th International Conference on Pattern Recognition (volume I), pages 482-485, Cambridge, Royaume-Uni, août 2004.

[ZT01] ZHANG Z., TAN C. L., «Recovery of Distorted Document Images from Bound Volumes». Dans Proceedings of the International Conference on Document Analysis and Recognition, pages 429-433, septembre 2001.

[ZTCS99] ZHANG R., TSAI P.-S., CRYER J. E., SHAH M., «Shape from Shading: A Survey». IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 21(8):690-706, août 1999.

[ZTF04] ZHANG Z., TAN C. L., FAN L., «Restoration of Curved Document Images through 3D Shape Modeling». Dans Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (volume I), pages 10-15, Washington, D.C. États-Unis, juin 2004.