ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ - Nemertes

Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή
Η ραγδαία εξέλιξη των ηλεκτρονικών υπολογιστών συνέβαλε στην επίτευξη του στόχου για
ακριβή και ποιοτική αναπαράσταση αντικειμένων. Είναι δυνατό πλέον, μέσω κατάλληλων
αλγορίθμων (σχήμα 1.2), να απεικονιστούν σύνθετες τρισδιάστατες σκηνές σε πραγματικό χρόνο,
το οποίο κάποια χρόνια πριν ήταν ανέφικτο , καθώς επίσης και η επεξεργασία ψηφιακών εικόνων
πολύ υψηλής ανάλυσης, που συνεπάγεται μεγάλο όγκο δεδομένων. Αυτή η εξέλιξη προκαλεί μια
σημαντική αξίωση για πιο σύνθετα και ρεαλιστικά μοντέλα. Το πρόβλημα είναι ότι ακόμα κι αν τα
εργαλεία που είναι διαθέσιμα γίνονται περισσότερο ισχυρά, η σύνθεση των ρεαλιστικών
τρισδιάστατων μοντέλων είναι δύσκολη και χρονοβόρα, με αποτέλεσμα να είναι και δαπανηρή.
Σχήμα 1.2: Μερικά παραδείγματα από αλγορίθμους του computer vision και πρακτικές εφαρμογές τους
(a) Αλγόριθμοι Δομής από Κίνηση μπορούν να ανακατασκευάσουν ένα τρισδιάστατο μοντέλο μιας πολύπλοκης
σκηνής, από μεγάλο πλήθος επικαλυπτόμενων φωτογραφιών. (b) Λεπτομερές 3D μοντέλο που έχει
ανακατασκευαστεί με χρήση αλγορίθμων αντιστοίχισης από ένα πλήθος φωτογραφιών. (c) Αλγόριθμος
εντοπισμού ανθρώπων που περνάνε μπροστά από κάποιο background. (d) Αλγόριθμος ανίχνευσης προσώπων
και μαλλιών, συνδυασμένος με τα χρώματα και τις υφές των ρούχων, βρίσκει πόσα άτομα υπάρχουν στην εικόνα.
Για όλα αυτά, έχει καταβληθεί μεγάλη ερευνητική προσπάθεια στον τομέα της
τρισδιάστατης ανακατασκευής του χώρου. Διάφορες μέθοδοι έχουν αναπτυχθεί οι οποίες
χωρίζονται σε ενεργές και παθητικές μεθόδους. Οι ενεργές, για παράδειγμα, περιλαμβάνουν τη
χρήση συσκευών (πχ. laser πομπός υπερήχων, φωτεινές πηγές) οι οποίες αποστέλλουν μια δέσμη
ενέργειας στο αντικείμενο- στόχο και με βάση την ποσότητα και την επεξεργασία της
επιστρεφόμενης ενέργειας, υπολογίζουν σε ποια απόσταση βρίσκεται. Οι παθητικές μέθοδοι
αντιθέτως, χρησιμοποιούν συσκευές καταγραφής (πχ. μια κάμερα). Εμείς θα ασχοληθούμε με την
παθητική μέθοδο της 'δομής από κίνηση' ( structure from motion) και συγκεκριμένα με μια πιο
εξειδικευμένη μέθοδο αυτής της κατηγορίας, τη στερεοσκοπική όραση.
2