Από Κοινού Εκτίμηση Πυκνών Πεδίων Ταχυτήτων και Ανομοιοτήτων σε Στερεοσκοπικές Ακολουθίες Εικόνων

 
This item is provided by the institution :
University of Crete
Repository :
E-Locus Institutional Repository
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*
share



1997 (EN)
Από Κοινού Εκτίμηση Πυκνών Πεδίων Ταχυτήτων και Ανομοιοτήτων σε Στερεοσκοπικές Ακολουθίες Εικόνων

Πάτρας, Ιωάννης (EL)
Patras, John (EN)

Γ. Τζιρίτας

Η παρούσα εργασία εντάσσεται στην περιοχή της Υπολογιστικής Στερεοσκοπικής Δυναμικής Όρασης, η οποία συνδυάζοντας την ανάλυση των περιοχών της Στερεοσκοπικής Όρασης και της Ανάλυσης της Κίνησης, έχει ως στόχο τον καθορισμό της θέσης και της κίνησης των αντικειμένων που απεικονίζονται σε στερεοσκοπικές ακολουθίες εικόνων. Οι παρούσες προσεγγίσεις συνήθως αντιμετωπίζουν το πρόβλημα με την εκτίμηση πεδίων ταχυτήτων και ανομοιοτήτων σε διαδοχικά στάδια, δηλαδή είτε επιλύοντας πρώτα το στερεοσκοπικό πρόβλημα, είτε επιλύοντας πρώτα το πρόβλημα της κίνησης. Ο κορμός της εργασίας είναι μια μέθοδος για την από κοινού εκτίμηση πυκνών πεδίων ταχυτήτων και ανομοιοτήτων, με σκοπό την εισαγωγή των γνωστών αλληλεξαρτήσεων μεταξύ των συστατικών τους στη φάση της εκτίμησής τους. Η μέθοδος, δεδομένης μιας στερεοσκοπικής ακολουθίας εικόνων, καθορίζει για κάθε χρονική στιγμή δυο πυκνά πεδία ταχυτήτων, ένα για την αριστερή και ένα για τη δεξιά ακολουθία εικόνων, και ένα πυκνό πεδίο ανομοιοτήτων. Το πεδίο ανομοιοτήτων της προηγούμενης χρονικής στιγμής θεωρείται γνωστό. Η λύση επιτυγχάνεται με την ελαχιστοποίηση μιας συνάρτησης κόστους με εφαρμογή ενός επαναληπτικού χαλαρωτικού αλγορίθμου σε πολλές κλίμακες ο οποίος στηρίζεται στην κλίση της συνάρτησης αυτής. Η διατήρηση των χωρικών ασυνεχειών των πεδίων, οι οποίες οφείλονται σε ανεξάρτητες κινήσεις αντικειμένων ή/και σε απότομες διακυμάνσεις της απόστασης των αντικειμένων από το οπτικό σύστημα, επιχειρείται να αντιμετωπισθεί με την εφαρμογή κατά το στάδιο της εκτίμησης μιας τεχνικής εξομάλυνσης, η οποία επιτρέπει τις τοπικές χωρικές διαφοροποιήσεις των πεδίων. Ένα σημαντικό πρόβλημα που εντάσσεται στην περιοχή της Στερεοσκοπικής Όρασης είναι αυτό των στερεοσκοπικών επικαλύψεων το οποίο αφορά στην ανίχνευση περιοχών οι οποίες είναι ορατές μόνο από από τη μια κάμερα του στερεοσκοπικού οπτικού συστήματος. Στην παρούσα εργασία προτείνεται μια μέθοδος, η οποία υποθέτει, ότι το πυκνό πεδίο ανομοιοτήτων μεταξύ του αντίστοιχου στερεοσκοπικού ζεύγους έχει ήδη εκτιμηθεί, και στηρίζεται σε μέτρα που εκφράζουν την εμπιστοσύνη στην εκτίμηση αυτή. Ανάλογη είναι η προσέγγιση για την ανίχνευση περιοχών απο(επι)καλυπτόμενων λόγω κίνησης. Για την εφαρμογή της μεθόδου σε στερεοσκοπική ακολουθία εικόνων είναι απαραίτητος ο καθορισμός ενός πυκνού πεδίου ανομοιοτήτων για το πρώτο στερεοσκοπικό ζεύγος. Στα πλαίσια της εργασίας προτείνεται επομένως και μία μέθοδος στατικής εκτίμησης πεδίων ανομοιοτήτων σε στερεοσκοπικά ζεύγη εικόνων, η οποία στηρίζεται σε έναν παρόμοιο επαναληπτικό χαλαρωτικό αλγόριθμο σε πολλές κλίμακες. Τέλος προτείνεται μία μέθοδος, η οποία δεδομένου ενός στερεοσκοπικού ζεύγους εικόνων επιτρέπει την κατασκευή εικόνων καταγεγραμμένων από ενδιάμεσες οπτικές γωνίες. Πειραματικά αποτελέσματα εξάγονται για πραγματικές στερεοσκοπικές ακολουθίες εικόνων με στόχο τον έλεγχο της απόδοσης των προτεινόμενων μεθόδων. (EL)
In Dynamic Stereoscopic Vision the problem of determining the position and the motion of the depicted objects is often approached by solving the Stereoscopic and the Motion Estimation problems separately, thus not utilizing the relations between the motion and disparity fields simultaneously. This work aims at an integrated solution to the problem, by fusing the interdependencies of motion and disparity fields into a joint estimation process. Given a stereoscopic image sequence, at each time instant two dense motion fields, for the left and the right image sequences, and one dense disparity field are estimated simultaneously. The disparity field of the previous stereoscopic pair is considered as known, that is previously estimated. The estimation is the result of the minimization of a cost function which contains known equations regarding velocity and disparity fields in relation to image intensities, and which also constrains the different fields to be adaptively smooth. This minimization is achieved using an iterative multiscale relaxation algorithm based on the gradient of the cost function. The analysis includes the detection of stereoscopic occluded areas, and motion occlusions and disclosures, with a method based on confidence measures. For the determination of the disparity field of the first stereoscopic pair of the sequence, a method based on a similar algorithm is proposed. Another problem which is addressed in this thesis is the construction of intermediate views between a stereoscopic pair of cameras. The analysis uses the results of the dense disparity field estimation and stereoscopic occlusion detection of the previous methods. Experimental results on real stereoscopic image sequences are given in order to demonstrate the proposed methods. (EN)

text

α) Μηχανική Οραση και Ρομποτική, β) Παράλληλα και Κατανεμημένα Συστήματα

Πανεπιστήμιο Κρήτης (EL)
University of Crete (EN)

1997-06-2
1997-03-01




*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)