Popis předmětu - B4M33TDV

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
B4M33TDV Trojrozměrné počítačové vidění
Role:PV, PO Rozsah výuky:2P+2C
Katedra:13133 Jazyk výuky:CS
Garanti:Šára R. Zakončení:Z,ZK
Přednášející:Šára R. Kreditů:6
Cvičící:Matoušek M., Moravec J., Šára R. Semestr:Z

Webová stránka:

https://cw.fel.cvut.cz/wiki/courses/tdv/start

Anotace:

Předmět seznamuje s technikami rekonstrukce trojrozměrné scény z optických obrazů. Student bude vybaven takovým porozuměním těmto technikám a jejich podstatě, aby byl schopen samostatně realizovat různé varianty jednoduchých systémů pro rekonstrukci trojdimenzionálních objektů ze souboru obrazů či videa, pro doplnění virtuálních objektů do videa, případně pro určení vlastní trajektorie pohybu na základě posloupnosti obrazů. Důraz je kladen na algoritmické aspekty. Ve cvičeních bude student postupně budovat základ systému pro rekonstrukci 3D objektu ze souboru obrazů a aplikuje ho na výpočet virtuálního 3D modelu objektu dle vlastního výběru.

Cíle studia:

Získat konceptuální a praktickou znalost základních metod 3D počítačového vidění.

Osnovy přednášek:

1. 3D počítačové vidění, jeho cíle a aplikace, obsah předmětu.
2. Základní geometrie bodů a přímek, homografie.
3. Model perspektivní kamery, dekompozice projekční matice, střed promítání.
4. Optická osa, optický paprsek a rovina. Hlavní bod, úběžník a úběžnice, dvojpoměr.
5. Kalibrace kamery z úběžníku, resekce kamery ze šesti bodů, kritické konfigurace pro resekci.
6. Problém externí orientace kamery, problém relativní orientace, epipolární geometrie, epipolární podmínka.
7. Dekompozice esenciální matice. Sedmibodový algoritmus pro odhad fundamentální matice a pětibodový algoritmus pro odhad esenciální matice.
8. Triangulace bodů v prostoru minimalizací algebraické chyby, reprojekční chyba, korekce Sampsonovy chyby.
9. Lokální optimalizace Sampsonovy chyby, odvození robustní chyby marginalizací pravděpodobnostního modelu.
10. Robustní optimalizace geometrických problémů, MH sampler, RANSAC.
11. Rekonstrukce systému více kamer.
12. Metoda vyrovnání svazku, minimální reprezentace, úvod do stereovidění.
13. Epipolární narovnání obrazů, podmínka zákrytu.
14. Párovací tabulka, Marroquinův hladový algoritmus, algoritmus maximální věrohodnosti, podmínka uspořádání, porovnání párovacích algoritmů.

Osnovy cvičení:

1. Úvod do cvičení, specifikace semestrového projektu, instrukce k volbě objektu vhodného pro 3D rekonstrukci, ke snímání obrazů a ke kalibraci kamery.
2. Počítačové procvičení geometrických výpočtů s body a přímkami v rovině.
3. Procvičení geometrického popisu perspektivní kamery. Robustní odhad přímky v rovnině metodou maximální věrohodnosti.
4. Výpočet řídkých korespondencí pomocí WBS párovače.
5. Počítačové cvičení na odhadování korespondencí ze dvou homografií v páru obrazů.
6. Kalibrace orientací a poloh množiny kamer.
7. Semestrální test.
8. Rekonstrukce řídkého mraku bodů.
9. Optimalizace odhadů poloh bodů a kamer metodou vyrovnání svazku.
10. Epipolární rektifikace a husté stereopárování. Rekonstrukce hustého mraku bodů.
11. Rekonstrukce povrchu ve 3D.
12. Prezentace a odevzdání výsledných modelů.

Literatura:

R. Hartley and A. Zisserman. Multiple View Geometry. 2nd ed. Cambridge
University Press 2003.

Požadavky:

Základní geometrie ve 2D a 3D, vektorová algebra, lineární algebra, základní metody optimalizace spojitých funkcí, základy bayesovského modelování, elementární schopnost programovat v Pythonu nebo Matlabu. Detailní aktuální informace o běžícím předmětu, včetně detailů o vstupních požadavcích na https://cw.fel.cvut.cz/wiki/courses/tdv/start

Klíčová slova:

počítačové vidění, zpracování digitálního obrazu a videa

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
MPKYR_2021 Před zařazením do oboru PV 1
MPOI5_2018 Počítačové vidění a digitální obraz PO 3


Stránka vytvořena 28.3.2024 17:52:19, semestry: Z,L/2023-4, Z/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)