Ce cours se concentre sur la récupération de la structure 3D d'une scène à partir d'images prises de différents points de vue. Nous commençons par construire un modèle géométrique complet d'une caméra, puis nous développons une méthode pour trouver (calibrer) les paramètres internes et externes du modèle de la caméra. Nous montrons ensuite comment deux caméras ainsi calibrées, dont les positions et orientations relatives sont connues, peuvent être utilisées pour récupérer la structure 3D de la scène. C'est ce que nous appelons la stéréo binoculaire simple. Ensuite, nous nous attaquons au problème de la stéréo non calibrée, où les positions et orientations relatives des deux caméras sont inconnues. Il est intéressant de noter qu'à partir des deux images prises par les caméras, nous pouvons à la fois déterminer les positions et orientations relatives des caméras et utiliser ces informations pour estimer la structure 3D de la scène.

Ensuite, nous nous concentrons sur le problème des scènes dynamiques. Étant donné deux images d'une scène comprenant des objets en mouvement, nous montrons comment le mouvement de chaque point de l'image peut être calculé. Ce mouvement apparent des points de l'image est appelé flux optique. L'estimation du flux optique nous permet de suivre les points de la scène sur une séquence vidéo. Ensuite, nous considérons la vidéo d'une scène filmée à l'aide d'une caméra mobile, où le mouvement de la caméra est inconnu. Nous présentons la structure à partir du mouvement qui prend en entrée les caractéristiques suivies dans une telle vidéo et détermine non seulement la structure 3D de la scène mais aussi la façon dont la caméra se déplace par rapport à la scène. Les méthodes que nous développons dans ce cours sont largement utilisées dans la modélisation d'objets, la modélisation de sites en 3D, la robotique, la navigation autonome, la réalité virtuelle et la réalité augmentée.