Î ÎÎΥΤÎΧÎÎÎΠΣΧÎÎÎ Î ÎÎÎÎ ÎΣΤÎÎÎÎÎ¥ Î ÎΤΡΩΠ- Nemertes
Î ÎÎΥΤÎΧÎÎÎΠΣΧÎÎÎ Î ÎÎÎÎ ÎΣΤÎÎÎÎÎ¥ Î ÎΤΡΩΠ- Nemertes
Î ÎÎΥΤÎΧÎÎÎΠΣΧÎÎÎ Î ÎÎÎÎ ÎΣΤÎÎÎÎÎ¥ Î ÎΤΡΩΠ- Nemertes
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Κεφάλαιο 8: Τρισδιάστατη ανακατασκευή<br />
Κεφάλαιο 8: Τρισδιάστατη ανακατασκευή<br />
8.1 Εισαγωγή<br />
Στο προηγούμενο κεφάλαιο αναπτύξαμε αναλυτικά τη διαδικασία εκτίμησης του βάθους<br />
της σκηνής. Το βάθος είναι το πιο σημαντικό στοιχείο, αφού ‘αποτελεί’ την τρίτη διάσταση της<br />
φωτογραφίας. Πρακτικά λοιπόν, συνδυάζοντας τις φωτογραφίες που έχουμε από την πειραματική<br />
διαδικασία και τα αποτελέσματα για το βάθος, μπορούμε να αναπαραστήσουμε την τρισδιάστατη<br />
πλέον εικόνα.<br />
Βασική προϋπόθεση της τρισδιάστατης ανακατασκευής είναι η διόρθωση των εικόνων<br />
(image rectification). Έχει αναφερθεί ότι στην παρούσα εργασία αυτή η διαδικασία δε θα έπρεπε να<br />
μας απασχολήσει αφού θεωρούμε τη μετατόπιση στον άξονα των y μηδενική. Εντούτοις, όπως<br />
αποδείχτηκε και από τα αποτελέσματα των πειραμάτων, αυτό είναι πρακτικά αδύνατο όταν<br />
χρησιμοποιείται μία κάμερα για τη λήψη των φωτογραφιών. Επομένως είμαστε υποχρεωμένοι να<br />
διορθώσουμε τη δεξιά εικόνα σε σχέση με την αριστερή, ώστε να αναιρέσουμε οποιοδήποτε<br />
σφάλμα έχει δημιουργηθεί στον κατακόρυφο άξονα.<br />
Με τις εικόνες πλέον διορθωμένες, τους κατάλληλους αλγορίθμους και τις κατάλληλες<br />
μεθόδους διόρθωσης σφαλμάτων, μπορούμε να αναπαραστήσουμε ένα μεγάλο μέρος της σκηνής<br />
που απεικονίζεται σε ένα ζεύγος φωτογραφιών. Δε θα αναφερθούμε στον τρόπο λειτουργίας των<br />
αλγορίθμων αυτών καθώς η πολυπλοκότητά τους είναι μεγάλη και φεύγει από τα πλαίσια αυτής της<br />
εργασίας.<br />
8.2 Διόρθωση εικόνων<br />
Η στερεοσκοπική όραση χρησιμοποιεί την τριγωνοποίηση βάσει της επιπολικής γεωμετρίας<br />
για να καθορίσει την απόσταση ενός αντικειμένου. Έχει προαναφερθεί ότι το δυσκολότερο σημείο<br />
της διαδικασίας της τρισδιάστατης ανακατασκευής είναι η αντιστοίχιση των σωστών σημείων<br />
μεταξύ των δύο εικόνων. Οι αλγόριθμοι μπορούν να ψάχνουν και στις δύο διαστάσεις x και y.<br />
Επειδή όμως στο στάδιο της ανακατασκευής, η έρευνα αυτή γίνεται pixel-to-pixel, το υπολογιστικό<br />
κόστος είναι τεράστιο. Επομένως για να περιορίσουμε τόσο το κόστος, όσο και τα δεδομένα,<br />
μετατρέπουμε το δισδιάστατο αλγόριθμο σε μονοδιάστατο ώστε να ψάχνει για σωστές<br />
αντιστοιχίσεις μόνο κατά μήκος του οριζόντιου άξονα. Για αυτό το λόγο είναι απαραίτητο οι<br />
φωτογραφίες να είναι απόλυτα ευθυγραμμισμένες μεταξύ τους, το οποίο επιτυγχάνεται με<br />
μετασχηματισμό των συντεταγμένων της δεξιάς εικόνας, σε σχέση με την αριστερή.<br />
Αν δεν υπάρχουν γεωμετρικές παραμορφώσεις λόγω του φακού, αυτός ο μετασχηματισμός<br />
είναι γραμμικός. Ουσιαστικά μετακινείται η δεξιά εικόνα στους άξονες x,y ώστε να βρεθεί στο ίδιο<br />
επίπεδο με την αριστερή εικόνα και αν έχουν διαφορετικό μέγεθος, αλλάζει κλίμακα ώστε να είναι<br />
ισομεγέθεις. Στη συνέχεια περιστρέφονται τα pixel γύρω από τον άξονα των z και με την εφαρμογή<br />
του συντελεστή απόκλισης, ευθυγραμμίζονται απευθείας. Επειδή όμως οι κάμερες έχουν<br />
γεωμετρικές παραμορφώσεις, ο μετασχηματισμός είναι πιο πολύπλοκος. Ουσιαστικά<br />
ευθυγραμμίζει τις επιπολικές ευθείες όλων των σημείων οι οποίες εντέλει είναι παράλληλες με τον<br />
οριζόντιο άξονα και τα επίπολα των δύο καμερών βρίσκονται στο άπειρο (σχήμα 8.1).<br />
80