Çifte ağ metoduyla\stereo, odak ve bulanıklık bilgisini kullanarak resimlerden derinlik çıkarımı
Recovering 3D structure from images with dual meshes by using stereo, focus and defocus information
Yazar: TARKAN AYDIN
Danışman: DOÇ. DR. YUSUF SİNAN AKGÜL
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Bilgisayarla görme = Computer vision ; Derinlik = Depth ; Stereoskopik görüntüleme = Stereoscopic imaging

Özet:
Bu tez stereo ve odaktan şekil yöntemlerini, göreceli avantajlarından faydalanıp dezavantajlarını gidererek, aynı çayı altında birleştirmeyi amaçlamıştır. İlk olarak, birbirine bağımlı iki eşzamanlı en iyileme kullanan yeni bir stereo eşleşme yöntemi önerilmiştir. Yüzey süreksizlikleri, önerilen regülarizasyon yöntemi ile imge bölütleri ve en iyilemelerin ara adımlarda ürettiği fark haritaları göz önünde bulundurularak ele alınmıştır. Var olan regülarizasyon yöntemlerinden farklı olarak, önerilen regülarizasyon yerel en iyi problemine karşı dirençli olabilmek ve süreksizlikleri koruyabilmek için duruma göre yönbağımsız ve yönbağımlı düzleştirme uygulayabilmektedir.Bu tezde, ayrıca, odaktan şekil yönteminin problemleri giderilerek bu yöntemin stereo ile birleştirilmesi mümkün kılınmıştır. Bu sebeple, var olan odak ölçütlerinde kapanma durumunda oluşan muğlaklığı giderebilmek için sahnenin net görüntüsünü kullanan yeni bir odak ölçüt operatörü önerilmiştir. Sahnelerdeki yüzey süreksizlikleri uyarlanabilir destek pencereleri kullanılarak etkili bir şekilde ele alınmıştır.Önerilen odak ölçütü ile elde edilen sonuçlar sahnelerin yaklaşık yapısını bölütlerden daha iyi ifade edebilen katmanlı yapı ile gösterebilmek için kullanılmıştır. Bu yüzden imge bölütü tabanlı regülarizasyon yöntemi katmanlı gösterime dayalı daha güvenilir bir yöntemle değiştirilmiştir.Ortaya çıkan yöntem başlangıç koşullarına duyarsız ve yerel minimumlara karşı dirençlidir. Bunun yanında, yüzey süreksizlikleriyle başa çıkar ve kapanma bölgeleri için makul sonuçlar üretir. Deneysel sonuçlar önerilen yöntemin keskin süreksizliklerle başa çıkabildiğini ve gelişmiş stereo yöntemleri ile karşılaştırılabilir sonuçlar ürettiğini göstermiştir.

Abstract:
This thesis employs both stereo and shape from focus for depth estimation under the same framework in order to benefit from their relative advantages in depth estimation while addressing their disadvantages. We first introduce a novel stereo correspondence method that uses two synchronous interdependent optimizations. The discontinuities are handled by a novel regularizer which utilizes the image segments and the intermediate disparity maps of the two optimizations. Contrary in the existing regularizers, our regularizer can apply both isotropic and anisotropic smoothing adaptively to be robust against local minima while preserving discontinuities.The problems of shape from focus are also addressed so that it can be employed in the new framework robustly. Hence, a new focus measurement method is proposed employs an all-focused image of the scene to address the focus measure ambiguity problem of the existing focus measures in the presence of occlusions. Discontinuities in the scene structure are also handled effectively by using adaptively shaped and weighted support windows.Results of the introduced focus measure are used to represent scenes in a layered form which is a better approximation of the scene structure than the image segments. Therefore segment based regularization is replaced by a more reliable regularizer which is based on layered representation.The resulting system is initialization insensitive and very robust against local minima. In addition, it accurately handles the depth discontinuities and produce acceptable results at occluded regions. Our experimental results showed that the proposed algorithm can handle sharp discontinuities well and provides disparity maps with accuracy comparable to the state of the art stereo methods.