Von Der Photographie Zum 3d-Modell: Bestimmung Computer-Graphischer Beschreibungsattribute Für Reale 3d-Objekte Mittels Analyse Von 2d-Rasterbildern

ISBN-13: 9783540615972 / Niemiecki / Miękka / 1996 / 243 str.

Axel Hildebrand

Opis

Gegenstand des Buches sind Methoden einer analytischen Gewinnung von Szenenbeschreibungsattributen aus zweidimensionalen Rasterbildern. Die dargestellten Methoden zur Rekonstruktion von 3D-Geometrie, Textur, Beleuchtung und Bewegung eroffnen neue Moglichkeiten fur die Erzeugung realitatsnaher computergenerierter Szenen. Eine Darstellung der wichtigsten Aspekte der Dualitat von Bildanalyse und Bildsynthese runden das Werk ab."

Spis treści

1 Einleitung.- 1.1 Motivation.- 1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit.- 2 Integration von Bildsynthese und Bildanalyse.- 2.1 Begriffsdefinition.- 2.2 Allgemeine Integrationsaspekte.- 2.3 Dualität der Beschreibungen.- 2.3.1 Beleuchtung.- 2.3.2 Textur.- 2.3.3 Bewegung.- 2.3.4 Repräsentation von dreidimensionalen Objekten.- 2.3.5 Ein Modell zur algorithmischen Zusammenführung.- 2.4 Grundlegende Konzepte eines Referenzmodells.- 3 Erfassung von 3D-Geometrie.- 3.1 Sinnesphysiologische Aspekte.- 3.1.1 3D-Datenerfassung des visuellen Systems des Menschen.- 3.1.2 Akkommodation.- 3.1.3 Schattierung und Glanzlichter.- 3.1.4 Textur.- 3.1.5 Bewegungsparallaxe.- 3.1.6 Abbildungsfaktoren.- 3.1.7 Konvergenz.- 3.1.8 Disparität.- 3.1.9 Zusammenfassung der Wahrmehmungsaspekte.- 3.2 Gerätetechnik der 3D-Sensorik.- 3.2.1 Triangulationsverfahren.- 3.2.2 Moiré-Verfahren.- 3.2.3 Tiefe durch Fokussierung.- 3.2.4 Zusammenfassende Bewertung der 3D-Sensorik.- 3.3 3D-Rekonstruktion aus 2D-Bildern.- 3.3.1 Geometrieerfassung aus der Schattierung.- 3.3.2 Geometrieerfassung aus der Textur.- 3.3.3 Stereoskopische Verfahren zur Geometrieerfassung.- 3.3.4 Shape from Motion.- 3.3.5 Bewertung der stereoskopischen Rekonstruktion.- 4 Analyse von Beleuchtung, Textur und Bewegung.- 4.1 Wahrnehmungsaspekte.- 4.1.1 Helligkeit- und Kontrastsehen.- 4.1.2 Aspekte der Texturwahrnehmung.- 4.1.3 Bewegungswahrnehmung.- 4.2 Rekonstruktion der Beleuchtungssituation.- 4.2.1 Monoskopische Verfahren.- 4.2.2 Multiskopische Verfahren.- 4.2.3 Bewertung der Verfahren zur Bestimmung der Beleuchtungsparameter.- 4.3 Gewinnung einer Texturbeschreibung.- 4.3.1 Geometrische Entzerrung der Textur.- 4.3.2 Rekonstruktion einer statistischen Texturbeschreibung.- 4.3.3 Rekonstruktion einer statistisch-strukturellen Texturbeschreibung.- 4.3.4 Zusammenfassung der Methoden zur Texturgewinnung.- 4.4 Erfassung von Bewegung.- 4.4.1 Optischer Fluß.- 4.4.2 Einbeziehung von Wissen in die Bewegungsanalyse.- 4.4.3 Bewegungsanalyse auf der Grundlage von deformierbaren Modellen.- 4.4.4 Bewertung der Verfahren zur Bewegungsanalyse.- 5 Das Visual Imaging Referenzmodell.- 5.1 Die Verarbeitung visueller Information.- 5.2 Die Verarbeitungsschichten der Bildanalyse.- 5.2.1 Betrachtungen hinsichtlich der Sensorik.- 5.2.2 Eingabepipeline der verschiedenen Szenenbeschreibungsattribute.- 5.3 Implikationen des Referenzmodells.- 6 Erfassung realer 3D-Objekte aus Einzelbildern.- 6.1 Kalibrierung des Sensors.- 6.1.1 Bestimmung der intrinsischen Kameraparameter.- 6.1.2 Photometrische Kalibrierung.- 6.2 Orientierung der Einzelbilder.- 6.2.1 Direkte Orientierung mit acht korrespondierenden Punkten.- 6.2.2 Direkte Orientierung mit Überbestimmung.- 6.2.3 Transformation der rekonstruierten Teilansichten in ein gemeinsames Koordinatensystem.- 6.3 Orientierung des Bildverbundes.- 6.4 Bewertung des Rekonstruktionsverfahrens.- 6.5 Interaktive Konturbestimmung.- 6.5.1 Bestimmung der Textur.- 6.5.2 Visualisierung der Ergebnisse.- 6.5.3 Bewertung des Verfahrens.- 7 Erfassung realer 3D-Objekte aus einer Bildfolge.- 7.1 Kalibrierung des Röntgengerätes.- 7.2 Akquisition von Herzkranzgefäßen.- 7.3 Segmentierung des Gefäßbaumes.- 7.3.1 Bestimmung der Mittellinie.- 7.3.2 Bestimmung der Gefäßkontur.- 7.4 Verfolgen der Gefäßstruktur.- 7.5 Rekonstruktion der 3D-Geometrie.- 7.5.1 3D-Snake-Optimierung.- 7.5.2 Rekonstruktion des Gefäßquerschnitts.- 7.6 Visualisierung und Simulation.- 7.7 Bewertung der Bildfolgenauswertung.- 8 Zusammenfassung und Ausblick 187.- A Abkürzungen und Akronyme.- B Kamerakalibrierung.- C Quantitative Evaluierungen.- C.l Testszenario.- C.2 Lineare Rekonstruktion.- C.3 Nicht-lineare Ausgleichsrechnung.- C.4 Bewertung der Ergebnisse.- D Ableitungen der Ausgleichsrechnung.- E Farbabbildungen.