| Περίληψη |
Η ανάλυση οπτικοακουστικών δεδομένων με σκοπό την εξαγωγή πληροφορίας υψηλού επιπέδου, αντίστοιχη με αυτή που μπορεί να εξάγει ο άνθρωπος, θεωρείται ένα από τα θεμελιώδη, άλυτα στη γενική τους μορφή, προβλήματα. Παρόλο που το αντίστροφο πρόβλημα, της σύνθεσης οπτικοακουστικού σήματος, κρίνεται ευκολότερο από το προηγούμενο, παραμένει άλυτο για κάθε είδος σήματος. Η συστηματική έρευνα πάνω στα προβλήματα αυτά έδωσε λύσεις που αποτελούν τη βάση για ένα μεγάλο αριθμό συνεχώς αναπτυσσόμενων εφαρμογών. Στην παρούσα διατριβή εξετάζονται τα δύο προαναφερθέντα θεμελιώδη προβλήματα, αναπτύσσοντας πρωτότυπους αλγόριθμους και μοντέλα ανάλυσης, χρησιμοποιώντας δεδομένα από ακολουθίες εικόνων, με στόχο την εξαγωγή πληροφορίας διαφόρων επιπέδων, και στη συνέχεια τη δημιουργία εικονικών οργανισμών με φυσική κίνηση που θα είναι σε θέση να πλοηγηθούν σε σύνθετα τρισδιάστατα (3-Δ) περιβάλλοντα. Ένα σημαντικό μέρος της διατριβής αφιερώνεται στην αυτόματη ανάλυση της κίνησης ανθρώπου από video και στην εκτίμηση της δραστηριότητάς του. Στην περίπτωση των ζώων μελετάται το πρόβλημα της σύνθεσης κίνησης σε 3-Δ περιβάλλοντα χρησιμοποιώντας παραμετρικά μοντέλα και αλγόριθμους που βασίζονται στην παρακολούθησή του σε κατάλληλες ακολουθίες εικόνων, διαχωρίζοντας την περίπτωση της κυματοειδούς (οφιοειδούς) κίνησης από την αρθρωτή. Το πρόβλημα της ανάλυσης κυματοειδούς κίνησης, οδήγησε στον ορισμό ενός γενικού γεωμετρικού προβλήματος, την ισοδιαμέριση καμπύλης, το οποίο ορίζεται, αναλύεται και επιλύεται στην παρούσα διατριβή. Πιο αναλυτικά, στην περίπτωση του ανθρώπου, προτείνουμε ένα γενικό πλαίσιο εργασίας το οποίο εστιάζει στην αυτόματη ανάλυση κίνησης και σχήματος ατόμων/ομάδων ανθρώπων και στον ορισμό κατάλληλων χαρακτηριστικών τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε προβλήματα αναγνώρισης δραστηριότητας, κάτω από πραγματικά και δυναμικά περιβάλλοντα. Η σθεναρότητα του προτεινόμενου σχήματος δοκιμάστηκε σε ακολουθίες εικόνων από διάφορα αγωνίσματα στίβου, που εμφανίζουν επιπλέον δυσκολίες σχετικά με την πολυπλοκότητα, την ταχύτητα της κίνησης των αθλητών και τις δυναμικές και απροσδιόριστες αλλαγές του περιβάλλοντος των αγώνων. Όσον αφορά τη μελέτη της κίνησης ζώων, εξετάζεται το πρόβλημα της μοντελοποίησης ζωντανών οργανισμών, η δημιουργία συνθετικής κίνησης (animation) και η εισαγωγή τους σε σύνθετα 3-Δ περιβάλλοντα. Για την ανάλυση της κίνησης γίνεται χρήση video από μία μη βαθμονομημένη ακίνητη κάμερα, ενώ η κατασκευή 3-Δ μοντέλων θα γίνει με χρήση φωτογραφιών από συγκεκριμένες όψεις του οργανισμού. Η παραπάνω μεθοδολογία έχει αναπτυχθεί με γενικό τρόπο, ώστε να μπορεί να θεωρηθεί επεκτάσιμη σε συγγενείς ζωντανούς οργανισμούς. Επίσης, αναλύεται το γενικό γεωμετρικό πρόβλημα της διαμέρισης συνεχούς καμπύλης σε Ν τμήματα ίσων χορδών κάτω από οποιαδήποτε μετρική, το πρόβλημα της ισοδιαμέρισης καμπύλης. Αποδεικνύεται πως το πρόβλημα επιδέχεται πάντοτε λύση κάτω από την ευκλείδια μετρική και για καμπύλες στο επίπεδο, βασισμένοι σε έναν ισοδύναμο ορισμό του προβλήματος που έχουμε εισάγει. Τέλος, αναπτύσσονται εφαρμογές του προβλήματος, όπως η πολυγωνική προσέγγιση και η επιλογή αντιπροσωπευτικών πλάνων μιας σκηνής, ενώ μελετώνται οι ιδιότητες των λύσεων που προκύπτουν.
|
Αναζήτηση
