Post on 11-Jan-2017
Bezparametryczna metoda wyznaczania narożników przy
porównywaniu zdjęć stereograficznych
Marcin Luckner
Wydział Matematyki i Nauk InformacyjnychPolitechnika Warszawska
Geometria epipolarna
Cyganek 2009
Przykład zdjęcia stereo
Dopasowanie obrazów
• Identyfikacja punktów obrazów dla pomiarów w przestrzeni 3D
• Identyfikacja zgodnych cech obrazów dla rekonstrukcji powierzchni 3D
• Śledzenie ruchu w sekwencji obrazów
Strategia dopasowania obrazów
za Luhmann 2006
Obraz wejściowy
Obróbka wstępna
Ekstrakcja cech
Dopasowanie bazujące na cechach
Parametry orientacji
Progi
Wiedza, reguły
Kalibracja, orientacja
Piramida obrazów
Operatory detekcji
Relaksacja,programowanie dynamiczne, sieci neuronowe
Ekstrakcja obiektów
• Punkty (narożniki)• Krawędzie• Symbole
Założenia przy ekstrakcji obiektów
• Założenia dla sceny– Wspólne spektrum intensywności dla wszystkich
obrazów – Jednorodne oświetlenie
• Założenia dla powierzchni obiektów– Gładka– Niezmienna– Nieprzezroczysta
• Znany przybliżony opis obiektów i przestrzeni
Detekcja krawędzi
• Filtr Sobela• Binaryzacja
Detekcja punktów
Operatory detekcji
• Moravec (1977)• Harris / Plessey (1988)• SUSAN (1997)• Trajkovic and Hedley (1998)
Problemy dopasowywania
Dopasowanie punktu i na obrazie j do punktu na obrazie k
• Wykluczenie– Punkt Pij nie ma odpowiednika Pik
• Wieloznaczność– Wielu kandydatów Pik na odpowiednika punktu Pij
• Zakłócenia
Dopasowanie dla pary obrazów
Luhmann 2006
Dopasowanie dla wielu obrazów
Dopasowywanie jako zadanie klasyfikacyjne
• Dwie klasy – Para– Nie para
• Różnice cech z obu obrazów| FR-FL|– Położenie– Intensywność– Wartości operatorów detekcji
Operator MoravecDla każdego punktu obrazu wyznacza się wariancję dla
przesunięcia (u, v) jako:
Gdzie I jest funkcją intensywności, a i b są współrzędnymi rozpatrywanego okna, a rozpatrywane przesunięcia poziome u i pionowe v przyjmują wartości ze zbioru {-1, 0, 1}.
Wyznaczona wartość przez operatora - miara C(x,y) – określa czy dany punkt jest narożnikiem
Operator HarrisDla każdego piksela (x, y) oryginalnego obrazu wyliczana jest
macierz autokorelacji postaci:
gdzie:
I jest funkcją intensywności, jest operatorem splotu, w jest oknem Gaussowskim
Wyznaczona wartość przez operator - miara C(x,y)
Różnica między wyznacznikiem macierzy M, a kwadratem jej śladu, przemnożonym przez stałą k.
Porównanie parametrów
Operator Moravec• Rozmiar okna
• Próg• Rozmiar sąsiedztwa
Operator Harris• Rozmiar okna• Odchylenie standardowe• Stała k
• Próg• Rozmiar sąsiedztwa
Strategia ekstrakcji cech
Kalibracja operatorów
Harris Moravec
Test wykrywania narożników fasada
Harris Moravec
Test wykrywania narożników kamienie
Harris Moravec
Test wykrywania narożników pomnik
Harris Moravec
Testowe obrazy stereo
Porównanie dla obrazów stereo fasada
Porównanie dla obrazów stereo pomnik
Budowa wektora cechfasada
Budowa wektora cechpomnik
Budowa wektora cechkamienie
Dopasowanie na podstawie odległości
Dopasowanie na podstawie odległości - wyniki
Wnioski
• Praca na obrazie binarnym pozwala – Rozwiązać problem kalibracji danych– Zredukować liczbę wykrytych narożników– Zwiększyć liczbę wykrytych narożników– Wiedzie do zbieżności różnych metod względem
położenia punktów– Zbudować treściwy wektor cech dla dalszych prac
Bibliography• Luhmann, Robson, Kyle, Harley
– Close Range Photogrametry. Principles, Methods and Applications, Wiley 2006
• Goshtasby, Ardeshir– 2-D and 3-D image registration for medical, remote sensing, and
industrial applications , Wiley 2005• Hartley, Richard & Zisserman, Andrew
– Multiple view geometry in computer vision, Cambridge 2003• Cyganek, Boguslaw & Siebert, J. Paul
– An Introduction to 3D Computer Vision Techniques and Algorithms , Wiley 2009