| Περίληψη |
Ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα στη Μηχανική Όραση είναι αυτό της εύρεσης αντιστοιχιών ανάμεσα σε δύο εικόνες. Δηλαδή, έχοντας δύο εικόνες μιας τρισδιάστατης σκηνής και ορισμένα χαρακτηριστικά που έχουν εξαχθείαπό αυτές, επιθυμούμε να βρούμε για τα χαρακτηριστικά στην πρώτη όψη, με ποιά χαρακτηριστικά της δεύτερης όψης αντιστοιχούν. Η συγκεκριμένη λειτουργία προαπαιτείται για ένα σημαντικό σύνολο από άλλες λειτουργίες, όπως ο υπολογισμός κίνησης της κάμερας, η εξαγωγή της τρισδιάστατης δομής του χώρου από πολλαπλές όψεις και η παρακολούθηση αντικειμένων σε πολλαπλές όψεις. Ακόμη, οι μέθοδοι αντιστοίχισης εντάσσονται άμεσα στο γενικότερο πλαίσιο τεχνικών αναγνώρισης τρισδιάστατων αντικειμένων από διαφορετικές όψεις, καθώς απαντούν καταρχήν αν οι δύο όψεις αντιστοιχούν στην ίδια τρισδιάστατη σκηνή, και επιπλέον μας δίνουν τις αντιστοιχίσεις χαρακτηριστικών ανάμεσά τους. Τέλος, οι μέθοδοι αντιστοίχισης έχουν ένα σημαντικό αριθμό από εφαρμογές, όπως η εύρεση της σχετικής θέσης ένος παρατηρητή στη δεύτερη όψη ως προς την πρώτη, η δημιουργία τρισδιάστατων μοντέλων CAD από πολλαπλές όψεις, εφαρμογές image registration, η δημιουργία μωσαϊκού από πολλαπλές όψεις και η δημιουργία συνθετικών όψεων. Για τους παραπάνω λόγους, το πρόβλημα της αντιστοίχισης χαρακτηριστικών έχει απασχολήσει ένα σημαντικό αριθμό από ερευνητές. Οι τεχνικές που έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι τώρα, περιορίζουν σημαντικά το σύνολο των μετασχηματισμών που επιτρέπεται να συνδέουν τις δύο όψεις. Οι περισσότεροι αλγόριθμοι που έχουν αναπτυχθεί, λειτουργούν για ένα στερεοσκοπικό ζεύγος εικόνων, όπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν υποθέσεις της μορφής ότι οι κλίσεις των γραμμών ή η φωτομετρική πληροφορία των σημείων δε μεταβάλλονται σημαντικά ανάμεσα στις δύο όψεις, ή ότι τα αντιστοιχούντα σημεία δεν μετακινούνται σημαντικά μεταξύ των δύο όψεων. Τελευταία, έχουν αρχίσει προσπάθειες για την ανάπτυξη τεχνικών εύρεσης αντιστοιχιών μεταξύ όψεων που διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους. Ένα βασικό κίνητρο για την ύπαρξη μιας τέτοιας μεθόδου είναι η δυνατότητα μείωσης του ρυθμού λήψης εικόνων και κατά συνέπεια και η μείωση του κόστους επεξεργασίας. Η μέθοδος που παρουσιάζεται στη συγκεκριμένη εργασία, μας επιτρέπει την αντιστοίχιση χαρακτηριστικών που βρίσκονται σε επίπεδα, επιτρέποντας στις δύο όψεις του επιπέδου να σχετίζονται με γενικούς προβολικούς μετασχηματισμούς. Επιπλέον, είναι εύρωστη στην παρουσία ενός σημαντικού ποσοστού χαρακτηριστικών που δεν είναι κοινά στις δύο όψεις. Η μέθοδος που παρουσιάζεται στην παρούσα εργασία, ανήκει στη γενικότερη κατηγορία τεχνικών μη βαθμονομημένης όρασης. Στηρίζεται κυρίως σε μαθηματικές έννοιες που προέρχονται από την προβολική γεωμετρία, όπως οι προβολικές αναλλοίωτες, οι προβολικές βάσεις και η προβολικότητα και βασίζεται σε ποσότητες και παραμέτρους που είναι άμεσα ποιοτικά ερμηνεύσιμες. Συνοπτικά, η μέθοδος που αναπτύχθηκε στηρίζεται σε μια διαδικασία πρόβλεψης σημείων στη δεύτερη όψη. Με βάση αυτήν την διαδικασία, μπορεί κανείς να βρει υποσύνολα χαρακτηριστικών στις δύο όψεις, για τα οποία υπάρχει αρκετή βεβαιότητα ότι αντιστοιχούν μεταξύ τους. Στη συνέχεια, έχει τη δυνατότητα να εξάγει την προβολικότητα που συνδέει τις δύο όψεις του επιπέδου, να επιβεβαιώσει την αντιστοιχία τους, και αν όντως αντιστοιχούν μεταξύ τους να βρει επιπλέον αντιστοιχίσεις με τη μέθοδο της ευθυγράμμισης.
|
Χρήση γεωμετρικών αναλλοίωτων για την αντιστοίχιση χαρακτηριστικών σε όψεις επιπέδων σχετιζόμενων με γενικούς προβολικούς μετασχηματισμούς
