ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ - Nemertes

Κεφάλαιο 5: Εντοπισμός γωνιών και αντιστοίχηση σημείων ενδιαφέροντος στις εικόνες
Σχήμα 5.1: Χρονοδιάγραμμα διαφόρων αλγορίθμων εντοπισμού γωνιών
Αξιοσημείωτο είναι ότι το πιο αδύναμο σημείο της τρισδιάστατης ανακατασκευής του
χώρου, είναι η αντιστοίχηση γωνιών ανάμεσα στις εικόνες. Αυτό συμβαίνει γιατί στις εικόνες
υπάρχουν πολλές επαναλαμβανόμενες δομές καθώς και μικρές ‘όμοιες’ περιοχές στις εικόνες, με
αποτέλεσμα να αναγνωρίζονται πολλές ανύπαρκτες ουσιαστικά γωνίες. Αυτό οδηγεί και σε πολλές
λανθασμένες αντιστοιχίσεις σημείων. Για την ώρα, δεν υπάρχει καμία μέθοδος που να εγγυάται ότι
δε θα υπάρξουν λάθη κατά την αντιστοίχηση. Αυτά θα αναλυθούν στην υποενότητα 5.5.
5.2Κριτήρια επιλογής αλγορίθμου εντοπισμού γωνιών
Είναι επιθυμητό για έναν ανιχνευτή γωνίας να ικανοποιεί μια σειρά κριτηρίων:
1. Όλες οι ‘πραγματικές γωνίες’ να ανιχνεύονται.
2. Να μην ανιχνεύεται "ψευδής γωνία».
3. Τα γωνιακά σημεία να εντοπίζονται καλά.
4. Να έχει ένα υψηλό ποσοστό επαναληψιμότητας (καλή ευστάθεια).
5. Να είναι σθεναρός στο θόρυβο.
6. Να είναι υπολογιστικά αποδοτικός.
7. Αν δύο ή περισσότερες εικόνες, απεικονίζουν το ίδιο αντικείμενο από ελαφρά διαφορετικές
θέσεις, θα πρέπει οι ίδιες γωνίες που ανιχνεύονται στη μία εικόνα, να ανιχνεύονται και στις
υπόλοιπες.
Στην παρούσα εργασία, θέλουμε να αντιστοιχήσουμε τις γωνίες που απεικονίζουν το ίδιο
σημείο του αντικειμένου. Υπάρχουν πολλοί αλγόριθμοι για τον εντοπισμό των γωνιών, όμως ο
καθένας υπερισχύει σε κάποιο από τα παραπάνω κριτήρια και διαφέρει από βιβλιογραφία σε
βιβλιογραφία καθώς δεν υπάρχουν ακριβή πρότυπα γωνιών. Δηλαδή, είναι υποκειμενικό ποια
σημεία θεωρούνται γωνίες και ποια όχι, ανάλογα με κάποια χαρακτηριστικά. Στην παρούσα
εργασία, βάσει της βιβλιογραφίας και των πειραματικών αποτελεσμάτων, καθώς και του
αντικειμένου με το οποίο ασχολούμαστε, μας ενδιαφέρει πρωτίστως το κριτήριο 7, χωρίς αυτό να
σημαίνει ότι και τα υπόλοιπα είναι ελάσσονος σημασίας.
Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, κατά τη διάρκεια της πειραματικής μας διαδικασίας,
χρησιμοποιήσαμε τον Harris Corner Detector, καθώς δίνει ικανοποιητικά αποτελέσματα, τόσο για
το κριτήριο 7 όσο και τα υπόλοιπα. Το μεγάλο του πλεονέκτημα σε σχέση με τους υπόλοιπους για
το πρόβλημά μας, είναι ότι εντοπίζει τις γωνίες που θέλουμε, χωρίς ταυτόχρονα να παράγει πολλές
επιπρόσθετες λανθασμένες αναγνωρίσεις γωνιών. Το κόστος όμως αυτής της διαδικασίας, είναι η
ακρίβεια με την οποία εντοπίζονται οι γωνίες. Γι’ αυτό το λόγο, μετά την πρώτη εφαρμογή του
αλγορίθμου, χρησιμοποιούμε ένα δεύτερο στάδιο εντοπισμού με ακρίβεια μικρότερη του pixel, στις
περιοχές των σημείων που προκύπτουν από την πρώτη εφαρμογή.
48