تحصيلات تکميلي

نام و نام خانوادگي : هاجر صادقي

دانشکده : فني و مهندسي

استاد راهنما : دکتر اميرحسن منجمي

تاريخ دفاع : 8/12/86

رشته و گرايش : کامپيوتر-هوش مصنوعي

استاد مشاور : دكتر پيمان معلم

تبديل تصاوير دو بُعدي رنگي به سه بُعدي با تكنيك استريو و برنامه­نويسي پويا

چکيده

مهمترين نكته در راستاي بدست آوردن ساختار سه بُعدي اشياء، بدست آوردن عمق هر نقطه يا فاصله­ي آن از مبداء مختصات مي­باشد. اكثر كاربردهاي بينايي استريو، به نگاشت چگال عمق تصاوير استريو احتياج دارند. از طرفي ديگر، در كاربردهاي بلادرنگ، سرعت اجراي الگوريتم بسيار اهميت پيدا مي­كند و اين در حالي است كه الگوريتم­هايي كه سعي در ايجاد نگاشت­هاي چگال عمق دارند، از سرعت نسبتاً پائيني برخوردارند. بنابراين الگوريتمي كاربرد بيشتري خواهد داشت كه به نگاشت چگال عمق تصاوير، در كوتاهترين زمان اجرا دست يابد. ما در اين پايان­نامه سعي كرده­ايم، به دقت و سرعت الگوريتم، تواماً توجه كنيم.

در اين پايان­نامه، دو الگوريتم پيشنهاد مي­شود كه اولي به بررسي تاثير رنگ در تطابق مي­پردازد و دومي سعي در دستيابي سريع به نگاشت چگال عمق، دارد. الگوريتم اول، يك الگوريتم مبتني بر ويژگي مي­باشد. در اين الگوريتم به منظور افزايش سرعت اجرا، فضاي جستجو را كاهش مي­دهيم و همچنين براي افزايش دقت، از رنگ نيز بهره مي­گيريم. خروجي الگوريتم پيشنهادي اول، يك نگاشت اختلاف مكاني با نقاط پراكنده است كه ورودي به الگوريتم پيشنهادي دوم مي­باشد. در الگوريتم دوم، از اين نگاشت استفاده كرده و به محاسبه­ي يك نگاشت اختلاف مكاني چگال مي­پردازيم.

اولين الگوريتم پيشنهادي، شامل دو فاز است: استخراج نقاط ويژه و تطابق استريو. نقاط ويژه­ي انتخابي، زنجيره­هايي از نقاط لبه هستند. در واقع در اين الگوريتم، ما به تطابق زنجيره نقاط لبه مي­پردازيم. در اين الگوريتم، همچنين به منظور كاهش فضاي جستجو، از قيود سيستم استريو، از جمله محدوديت خط اپي­پولار، محدوده­ي اختلاف مكاني، محدوديت ترتيب و حداكثر مشتق سويي اختلاف مكاني، نيز استفاده شده است. در محدوديت حداكثر مشتق سويي اختلاف مكاني، از شرط δdc| <1.2| به منظور كاهش فضاي جستجوي اولين نقطه­ي هر زنجيره استفاده مي­كنيم. در نقاطي كه نتوانيم از اين محدوديت استفاده كنيم، از روش تفكيك­پذيري­چندگانه استفاده كرده­ايم. نتايج نشان دادند كه استفاده از تصاوير استريوي رنگي در تطبيق استريو، دقت الگوريتم را تا حدود 80% بهبود مي­دهد، در حاليكه زمان تطابق فقط 10% افزايش مي­يابد.

در دومين الگوريتم پيشنهادي، به منظور محاسبه­ي يك نگاشت چگال اختلاف مكاني، از برنامه نويسي پويا استفاده كرده­ايم. در اين الگوريتم، با كمك اختلاف مكاني نقاط لبه­ي متوالي در يك خط اسكن، كه در الگوريتم اول محاسبه شده است، اختلاف مكاني تمام نقاط تصوير كه بين اين دو نقطه لبه قرار گرفته­اند، به كمك الگوريتم برنامه­نويسي پويا بدست مي­آيد. نتايج حاصل از مقايسه ي اين الگوريتم با برنامه نويسي پويا, نشان دادند كه به طور نسبي الگوريتم پيشنهادي از نظر سرعت 70% افزايش يافته و از نظر دقت تطابق نيز داراي 70% بهبود است.

واژه هاي کليدي: الگوريتم­هاي مبتني بر ويژگي، بازسازي سه بُعدي، برنامه نويسي پويا، بينايي استريو، تطابق استريوي رنگي، تطابق زنجيره­اي، نگاشت اختلاف مكاني چگال.