Popis předmětu - B4M33TDV

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
B4M33TDV Trojrozměrné počítačové vidění Rozsah výuky:2P+2C
Garanti:Šára R. Role:PO Jazyk výuky:CS
Vyučující:Šára R. Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:13133 Kreditů:6 Semestr:Z

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. Geometrie bodů a přímek v rovině, nevlastní body a přímky, reprezentace bodů a přímek, průsečík přímek a spojnice bodů, homografie.
3. Model perspektivní kamery, střed promítání, hlavní bod, optická osa, optický paprsek a rovina. Úběžník a úběžnice, dvojpoměr čtyř bodů na přímce a použití ke kalibraci kamery. Modely pro radiální zkreslení.
4. Resekce kamery ze šesti bodů, externí orientace kamery ze tří bodů.
5. Epipolární geometrie, reprezentace fundamentální maticí, esenciální matice, dekompozice esenciální matice.
6. Sedmibodový algoritmus pro odhad fundamentální matice a pětibodový algoritmus pro odhad esenciální matice. Triangulace bodů v prostoru z obrazových korespondencí.
7. Koncept algebraické chyby a reprojekční chyby a její Sampsonovy aproximace. Sampsonova chyba pro odhad fundamentální matice.
8. Lokální optimalizace Sampsonovy chyby, odvození robustní chyby marginalizací pravděpodobnostního modelu.
9. Robustní optimalizace geometrických problémů ze 3D vidění metodami MCMC.
10. Rekonstrukce systému více kamer, metoda vyrovnání svazku, minimální a neminimální reprezentace geometrických objektů a zobrazení.
11. Úvod do stereoskopického vidění, epipolární narovnání obrazů.
12. Reprezentace podmínek jednoznačnosti, zákrytu, uspořádání, koherence a spojitosti v párovací tabulce pro stereovidění.
13. Marroquinův hladový algoritmus a algoritmus maximální věrohodnosti pro stereoskopické párování.
14. Fotometrické stereo, kalibrovaná a nekalibrovaná verze.

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:

Znalost ekvivalentní předmětům Geometrie počítačového vidění a grafiky a Metody počítačového vidění. Detailní aktuální informace o běžícím předmětu na http://cw.felk.cvut.cz/doku.php/courses/a4m33tdv/start

Webová stránka:

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
MPOI5_2018 Počítačové vidění a digitální obraz PO 3
MPOI5_2016 Počítačové vidění a digitální obraz PO 3


Stránka vytvořena 13.12.2019 17:50:30, semestry: Z,L/2020-1, L/2018-9, Z,L/2019-20, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.