Video görüntülerinden 3 boyutlu yapının elde edilmesi
3D structure reconstruction from video sequences
Yazar: EVREN BUĞDAYCIOĞLU
Danışman: PROF. DR. AYDIN AKAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Bilgisayarla görme = Computer vision ; Eşleme algoritmaları = Matching algorithms ; Stereo sistemler = Stereo systems ; İmge = Image

Özet:
Bu çalışmada video görüntülerinden 3 boyutlu yapı elde etme yöntemleri araştırılmıştır. Çalışmayı iki bölüme ayırmak mümkündür. Birinci bölümde 3B yapı elde etme algoritmalarının temelini oluşturan geometri incelenmiştir. Temel epipolar geometri sunulmuş ve 3B yapı elde etmede kullanılan yöntemler iki ana kategoride incelenmiştir.Birinci kategoride ?Devinimden Yapı Elde Etme? algoritmalarının genel hatları irdelenmiş ve bu yöntemi oluşturan tüm adımlar detaylı bir şekilde sunulmuştur.İkinci kategoride ?Stereo İlişkilendirme? algoritmalarının temel yapı taşları ve bu algoritmaları dizayn ederken ortaya çıkabilecek problemler irdelenmiş ve güncel başarılı algoritmaların yapıları kısaca sunulmuştur.Çalışmanın ikinci bölümünde stereo ilişkilendirme algoritmalarının yapı taşları olan eşleşme maliyet fonksiyonu ve örtülmüş bölgelerin belirlenmesi bölümlerine yeni yaklaşımlar önerilmiştir. Ayrıca, başarıyı arttırmak amacıyla bölütlere düzlemlerin uydurulduğu algoritmalara uygulanabilecek yeni bir ?aykırı veri ayıklama? yöntemi önerilmiştir.Önerilen 3 farklı eşleşme maliyet fonksiyonu, tüm stereo algoritmaların ortak olarak kullandığı veri setleri üzerinde test edilmiş ve sonuçları diğer önde gelen algoritmalarla karşılaştırılmıştır. Aynı şeklilde örtülmüş bölgelerin bulunmasını sağlayan yeni yöntemin sonuçları da diğer klasik yöntemlerle karşılaştırılmıştır. Aykırı veri ayıklama yöntemi elde edilen derinlik haritalarına uygulanmış ve eleme sonucu kalan noktaların doğruluk oranı sunulmuştur. En son bölümde karşılaştırma sonuçlarıyla ilgili bir değerlendirme ortaya konmuştur.

Abstract:
This thesis deals with the problem of three dimensional scene reconstruction from multiple camera images. This is a well established problem in computer vision and has been significantly researched. In recent years some excellent results have been achieved, however existing algorithms often fall short of many biological systems in terms of robustness and generality. The aim of this research was to develop improved algorithms for reconstructing 3D scenes, with a focus on accurate system modelling and correctly dealing with occlusions.Thesis structure contains two parts. In the first part, foundations of 3D reconstruction algorithms are studied. After a brief description of epipolar geometry, methods for 3D reconstructions are explained in two catgories.In the first category, after a summary, every step of structure from motion algorithms is detailly explained.In the second category, fundamental parts of stereo correspondence alghoritms like matching score functions, energy minimization techniques and occlusion handling methods are studied.In the second part of this study, novel methods for matching score function and occlussion handling are proposed. Also, a novel method for outlier rejection which can be increase the effectiveness of plane fitting step is proposed.Finally, all this proposed methods are tested with image sets from ?Middlebury? test bed and final disparity maps are compared.