Nghiên cứu và gải bài toán khôi phục cấu trúc xạ ản từ ba ảnh trong thị giác máy tính 3_2

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành hình học và tôpô đề tài Nghiên cứu và gải bài toán khôi phục cấu trúc xạ ản từ ba ảnh trong thị giác máy tính

? ~ MODAU

GiOi thi~u chung

Thi giac may Hnh la nnh vtfc du'Qcphat tri€n m~nh trong nnh vtfc khoa hQc

may tinh khoang 20 nam gftn day N6 dff g6p phftn t~o lien the' gid(ky ao trong nnh vtfc khong gian, di~n anh, th€ thao, y hQc, an ninh qUail stf, ngu'ai may, cho phep theo d6i nh~n d~ng phan Hch cac d6i tu'QngtInh ho~c dang di dQng, tai t~o nhung hlnh anh, do~n phim trong khong gian vdi thai gian thtfc

Thf ghic may tinh lit gl? C6 th€ giai thich nom na Ia vi~c g~n them "con

milt -Camera" cho thie't bi c6 kha nang xu ly thong tin (ch~ng h~n nhu' may Hnh).

Camera c6 chilc nang thu nh~n cac hlnh anh cac d6i tu'Qngtrong the' giOi thlfc 3-chi€u, nhung thong tin d6 du'Qcdu'a VaGmay tinh du'di d~ng cac hlnh anh 2-chi€u

Sau d6 may tinh se xii'ly cac thong tin d6 tuy vao m\lc dich ung d\lng nhu khoi ph\lc l~i thong tin 3-chi~u, khoi ph\lc t<;>adQ - huang duy chuy€n cua

Camera, mo hlnh h6a l~i d6i tu<Jngtrong the' giOi th\l'c, t~o ra cac do~n phim 3-chi~u voi thai gian th\l'c,nh~n d~ng d6i tu<Jng,

Thi giac may tinh la l1nhv\l'c c6 s\l' ke't h<Jpcua ra't nhi~u l1nh v\l'c khac d?c~

bi~t phai k€ de'n la toan h<;>cva tin h<;>c.Toan h<;>cd6ng vai trD n~n tang d€ mo ta

y nghla hlnh h<;>cva cac rang buQc d~i so' giua cac hlnh anh trong 2-chi~u, rang buQc giua 2-chi~u va 3-chi~u, rang buQc giua cac Camera trong mo hlnh thi giac, tren co sd d6 nguai ta xay d\l'ng nen cac giai thu~t cho cac bai loan trong

thi giac may tinh nhu: giai thu~t nh~n d~ng theo d5i d6i tu<Jng,phan tich d~c

tru'ng d6i tu'<Jng,bie'n d6i - khoi ph\lc - mo hlnh h6a d6i tu'<Jng, Trong khi d6, tin h<;>cgiup chung ta giai quye't cac giai thu~t cua cac bai loan thi giac may tinh mQt cach nhanh ch6ng nha vao cac cong c\ll~p trinh, cong C\l mo phong va d~t bi~t la kha nang tinh loan sieu vi~t cua may tinh

G§n day, hQithao v~ Thi giac may tinh d Chau Au vao thang 5/2006, mQtso'

ke't qua va huang nghien CUllv~ khoi ph\lc ca'u truc x~ anh trong l1nhv\l'cthi giac may tinh cua nhung lac ghl IOn nhu Richard I Hartley, Fredrik Kahl, Marc Pollefeys t~p trung vao vi~c cai tie'n cac giai thu~t d€ d~t ke't qua khoi ph\lc chinh xac hon b~ng cach ap d\lng cac phuong phap c\l'c ti€u h6a sai s6d\l'a tren danh gia sai so' hlnh h<;>cb~ng ma tr~n Jacobi, t~p t\l'a l6i va ke't h<Jprang buQc n6n b~c hai trong mo hlnh thi giac phan tam giac, hon la vi~c Om ra giai thu~t kh6i ph\lc moi

D~t vitn d~

D~ khai ph\lc eitu true x~ anh (tQa dQ 3-chi€u) hay khung canh 3-chi€u cua

d6i tu'<Jngtu day anh 2-chi€u du'<Jcghi nh~n a cac vi tri khac nhau, ta cffnbiet cac tham so' cua m6i Camera nhu' tQa dQ cua Him, tieu qt Cac tham so' nay du'<Jcbiet den nhu' slf dinh co cua m6i Camera

vitn d~ du'Q'ed~t ra Iii co th~ khoi phl}e eitu true x~ anh cua d6i tu'<Jngtu day anh khang dinh co (anh du'<Jcch\lp bai Camera chu'a xac dinh tam, tieu clf)

Va mQt yell cffu quail trQng khac la thai gian thlfc hic$nqua trlnh khai ph\lc phai h<Jply d~ co th~ ap d\lng bai toan VaGthlfc te Day la va'n d€ du'<Jcnhi€u tac gia quail tam va nhi€u giai thu~t da du'<Jcdu'a ra bai cac tac gia nhu' Richard I Hartley, Long Quan, Stefan Carlsson, Daphna Weinshall, Anders Heyden, Marc Pollefeys hffu het d€u giai quyet va'n d€ nay dlfa tren bai toan hinh hQc d~i so' Ph~m vi nghien CUlllu~n van

Hc$ th6ng l~i mQt so' kien thuc n€n tang [3], [8] trang thi giac may tinh nhu' hlnh hQc x~ anh, hlnh hQc Camera, hlnh hQc epipolar

Trinh bay ma hlnh va phu'ong phap t6ng quat d~ thlfc hic$nmQt bai toan thai

ph\lc ca'u truc x~ anh cac anh khang dinh co dlfa tren co sa hinh hQC.Co sa bai

toan khai ph\lCva phu'ong phap khai ph\lc dlfa tren d6i ngfiu Carlsson-Weinshall Trang lu~n van nay, chu yeu t6ng h<JpmQt so' ket qua [7],[9],[10],[19] da du'<JCcang b6lien quail den bai toan khai ph\lc ca'utruc x~ anh tu day anh Trong

do nhfi'ng phu'ong phap sii' d\lng d~ giai bai toan khai ph\lc trong [7], [13], [17], [19] se du'<Jcphan tich va t6ng h<Jpd~ xay dlfng giai thu~t khai ph\lc hoan cmnh Sail do, se danh gia dQ phuc t~p va tien hanh cai d~t thii' nghic$mb~ng ngan ngfi' Matlab cu6i cling se danh gia giai thu~t dlfa tren thlfc nghic$m

B6C\lClu~n van

Chu'dng 0, giai thi~u chung v€ lInh vrf.c thi gh1c may tinh va kha Dang ling d\mg trong cuQC sO'ng Trinh bay khai ni~m, mo hlnh thi giac va d~t va"n d€ cho bai toaD khoi ph\lc ca"utruc X£.lanh tu day cac anh khong dinh co Va"nd€ nay se du'<;5Ctrinh bay trong lOp bai toaDachu'dng 1 Ph£.lmvi nghien cuu va~bO'C\lClu~n van cling du'<;5ctrinh bay trong chu'dng nay

Trong chu'dng 1, giOi thi~u bai toaD kh6i ph\lc ca"u truc X£.lanh tu day anh khong dinh co, nhu c~u phat sinh bai toaD Trinh bay quy trinh t6ng quat cho b~d toaD khoi ph\lc ca"utruc, giai thich ynghIa va phu'dng phap thrf.chi~n m6i bu'ac Phan lo£.licac phu'dng phap va cd sa hlnh hQCd~ giai quye"tbai tOaD

Trong chu'dng 2 se trinh bay cd sa tOaDhQClam n€n tang nghien cuu cac bai tOaDthi giac may tinh C\l th~, ph~n d~u se giOi thi~u v€ hlnh cd sa hlnh hQCX£.l anh vai cac thanh ph~n nhu': Khong gian X£.lanh, cd sa X£.lanh, h~ tQa dQ thu~n nha"t,quaD h~ va cach bi~u di~n di~m - du'ong th~ng - m~t ph~ng trong khong gian X£.lanh va phep bie"nd6i X£.lanh , ph~n sau se trinh bay mo hlnh Camera, rang buQc epipolar giua hai Camera

Chu'dng 3, achu'dng nay se trinh bay mQt sO'giai thu~t lien quaD cte"nca"u truc X£.lanh nhu' bai tOaD khoi ph\lc di~m, du'ong th~ng trong 3-chi€u drf.a tIeD hlnh hQC epipolar, tinh ca"u truc X£.lanh, tinh ma tr~n Camera X£.lanh va mQt sO' giai thu~t lien quaD d~ lam cd sa d~ xay drf.ng giai thu~t cho bai tOaD cmnh cua lu~n van "khoi ph\lc ca"utruc X£.lanh tu n di~m tren 3 anh 2-chi€u".

Chu'dng 4, t~p trung giai quye"tbai tOaDcmnh cua lu~n van Trong d6 m6i bu'ac trong giai thu~t se du'<;5cphan tich chi tie"t, sau d6 ki~m tra giai thu~t dtfa thong qua thrf.cnghi~m, danh gia dQphuc t£.lpcua thu~t tOaDva sai sO'khoi ph\lc

Chu'dng 5, ke"tlu~n va hu'ang phat tri~n ( ~

IlH-U<H.TtJ NHIEi'

j

r~l~~J