E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης

Αρχική Αναζήτηση

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

Εντολή Αναζήτησης : Συγγραφέας="Αργυρός" Και Συγγραφέας="Αντώνιος" Και Συγγραφέας="Α"

Τρέχουσα Εγγραφή: 2 από 3

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000416959

Τίτλος

Generative 3D hand tracking with spatially constrained pose sampling

Άλλος τίτλος

Τρισδιάστατη παρακολούθηση ανθρώπινων χεριών που υπόκεινται σε χωρικούς περιορισμούς

Συγγραφέας

Ροδιτάκης, Κωνσταντίνος Α.

Σύμβουλος διατριβής

Αργυρός, Αντώνιος

Μέλος κριτικής επιτροπής

Παπαγιαννάκης, Γεώργιος
Ζαμπούλης, Ξενοφών

Περίληψη

Η εκτίμηση της θέσης και της πλήρους αρθρωτής κίνησης ενός ανθρώπινου χεριού με βάση οπτική πληροφορία παραμένει ένα δύσκολο πρόβλημα το οποίο έχει μελετηθεί εντατικά από την ερευνητική κοινότητα. Οι κυριότερες προκλήσεις προκύπτουν από τη μεγάλη διαστατικότητα του προβλήματος, την γρήγορή κίνηση των χεριών και τις παρατηρούμενες αυτό-επικαλύψεις. Αξιόπιστες, ανθεκτικές και ακριβείς λύσεις για το πρόβλημα μπορούν να διευκολύνουν την ανάπτυξη πολλών εφαρμογών. Σε πολλές από αυτές, υπάρχουν περιορισμοί ως προς τη θέση και την κίνηση των τμημάτων του χεριού τα οποία μπορούν να εκτιμηθούν από ανιχνευτές κατευθυνόμενους από δεδομένα (data-driven detectors) ή εμμέσως εξαιτίας της αλληλεπίδρασης των χεριών με το περιβάλλον. Σε αυτή την εργασία, διερευνούμε τέτοια σενάρια και λαμβάνουμε υπόψιν αυτό το είδος χωρικών περιορισμών. Παρουσιάζουμε μια μέθοδο για την τρισδιάστατη παρακολούθηση του χεριού η οποία εκμεταλλεύεται αποτελεσματικά χωρικούς περιορισμούς της 3Δ θέσης των ακροδαχτύλων. Πιο συγκεκριμένα, τα ακροδάχτυλα μπορεί να έχουν γνωστή 3Δ θέση ή να βρίσκονται σε μία γνωστή περιοχή. Ο αριθμός των περιορισμένων δακτύλων μπορεί να μεταβάλλεται χρονικά κατά τη διάρκεια μιας ακολουθίας. Η προτεινόμενη μέθοδος ακολουθεί μια γενετική προσέγγιση που δημιουργεί και αξιολογεί υποθέσεις (generative hypothesize-and-test approach) και που χρησιμοποιεί ένα ιεραρχικό φίλτρο σωματιδίων (hierarchical particle filter) για την παρακολούθηση του χεριού. Οι καλύτερες γνωστές μέθοδοι για την επίλυση του προβλήματος λαμβάνουν υπόψη χωρικούς περιορισμούς με χαλαρό τρόπο και συνεπώς δεν μπορούν να εγγυηθούν ότι η τελική λύση θα τους ικανοποιήσει. Αντιθέτως, στην παρούσα εργασία, αντιμετωπίζουμε αυτό το ζήτημα επιβάλλοντας τους χωρικούς περιορισμούς κατά τη φάση δημιουργίας υποθέσεων της άρθρωσης του χεριού. Προς αυτή την κατεύθυνση αναπτύξαμε μια απλή και γρήγορη μέθοδο δειγματοληψίας αρθρώσεων των δακτύλων που βασίζεται στην έννοια του Χώρου Προσβασιμότητας βάση Απόστασης – XΠΑ (Reachable Distance Space - RDS). Οι κύριες συνεισφορές αυτής της εργασίας είναι οι εξής: (α) Επεκτείνουμε την αρχική διατύπωση του XΠΑ (RDS) για να παράγουμε αρθρώσεις των δακτύλων που σέβονται τόσο τα κινηματικά όρια των συνδέσμων του χεριού όσο και τους περιορισμούς των τελικών τελεστών, (β) εισάγουμε το αλγοριθμικό πλαίσιο C-HMF που ενσωματώνει την παραπάνω στρατηγική δειγματοληψίας με το πλαίσιο Ιεραρχικής Συγχώνευσης Μοντέλων - ΙΣΜ (Hierarchical Model Fusion - HMF). Εάν απουσιάζουν χωρικοί περιορισμοί σε συγκεκριμένα καρέ της ακολουθίας, το προτεινόμενο πλαίσιο C-HMF ανάγεται στην αρχική μέθοδο ΙΣΜ - HMF. Κάθε υπόθεση αξιολογείται εκτιμώντας την ασυμφωνία μεταξύ του παραγόμενου 3Δ μοντέλου και των διαθέσιμων παρατηρήσεων. Χρησιμοποιήθηκαν αρκετές μετρικές σφάλματος για την εκτενή ποσοτική και ποιοτική αξιολόγηση της μεθοδολογίας μας σε ακολουθίες οι οποίες περιέχουν αρκετές αυτοεπικαλύψεις. Τα ποσοτικά και ποιοτικά αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι η προτεινόμενη προσέγγιση υπερτερεί σημαντικά σε σχέση με τις βέλτιστες γνωστές μεθόδους σε ακρίβεια εκτίμησης της θέσης και της αρθρωτής κίνησης του χεριού και στην ευρωστία. Επιπρόσθετα, δείχνουμε ότι η μεθοδολογία μας είναι ανθεκτική σε θόρυβο που ενδεχομένως προκύπτει κατά τη διαδικασία ανίχνευσης των δακτύλων. Διερευνώντας πιο πυκνά το χώρο των εφικτών λύσεων, απαιτούμε την αξιολόγηση πολύ λιγότερων υποθέσεων του χεριού, που όλες ικανοποιούν τους δοσμένους περιορισμούς. Έτσι, η προτεινόμενη μεθοδολογία αποδεικνύεται κατάλληλη για την αντιμετώπιση των υπολογιστικών αναγκών των εφαρμογών που απαιτούν επίλυση του προβλήματος της τρισδιάστατης παρακολούθησης του χεριού σε πραγματικό χρόνο.

Φυσική περιγραφή

iv, 53 σ. : σχεδ., πιν., εικ. (μερ. εγχρ.) ; 30 εκ.

Γλώσσα

Αγγλικά

Θέμα

3Δ παρακολούθηση χεριού

Co4Robots

Computer vision

RDS

Wearhap

Υπολογιστική όραση

Χωρικοί περιορισμοί