Strojni vid in stereo vid. Doc. dr. Gregor Klančar

Podobni dokumenti
Uradni list RS - 12(71)/2005, Mednarodne pogodbe

DES

7. VAJA A. ENAČBA ZBIRALNE LEČE

Matematika 2

RAM stroj Nataša Naglič 4. junij RAM RAM - random access machine Bralno pisalni, eno akumulatorski računalnik. Sestavljajo ga bralni in pisalni

Microsoft PowerPoint - ads

CelotniPraktikum_2011_verZaTisk.pdf

PowerPoint Presentation

Slikovne transformacije_2017_18_DKT

Diapozitiv 1

12_Video_TV

Turingov stroj in programiranje Barbara Strniša Opis in definicija Definirajmo nekaj oznak: Σ abeceda... končna neprazna množica simbolo

Macoma katalog copy

Mere kompleksnih mrež (angl. Network Statistics) - Seminarska naloga pri predmetu Izbrana poglavja iz diskretne matematike

Področje uporabe

Navodila za uporabo Mini prenosna HD kamera s snemalnikom

DES11_realno

11 Barvni izvlečki-HELENA TGP06

Microsoft PowerPoint - CIGER - SK 3-15 Izkusnje nadzora distribucijskih transformatorjev s pomo... [Read-Only]

MERJENJE GORIŠČNE RAZDALJE LEČE

Naloge 1. Dva električna grelnika z ohmskima upornostma 60 Ω in 30 Ω vežemo vzporedno in priključimo na idealni enosmerni tokovni vir s tokom 10 A. Tr

Člen 11(1): Frekvenčna območja Frekvenčna območja Časovna perioda obratovanja 47,0 Hz-47,5 Hz Najmanj 60 sekund 47,5 Hz-48,5 Hz Neomejeno 48,5 Hz-49,0

Microsoft Word - rosus2006.doc

Microsoft Word - Astronomija-Projekt19fin

Darko Pevec 1.a Informatika

Slide 1

Kazalo 1 DVOMESTNE RELACIJE Operacije z dvomestnimi relacijami Predstavitev relacij

an-01-USB_digitalni_zvocniki_Logitech_S-150.docx

Slide 1

Metode objektivnega vrednotenja 2016_17_DKT

10. Meritev šumnega števila ojačevalnika Vsako radijsko zvezo načrtujemo za zahtevano razmerje signal/šum. Šum ima vsaj dva izvora: naravni šum T A, k

Microsoft Word - M doc

UPS naprave Socomec Netys PL (Plug in) UPS naprava Socomec Netys PL moč: 600VA/360W; tehnologija: off-line delovanje; vhod: 1-fazni šuko 230VAC; izhod

postanite del prestižnega oglaševanja

Microsoft Word - avd_vaje_ars1_1.doc

Delavnica Načrtovanje digitalnih vezij

Microsoft Word - N _moderacija.docx

Predloga za pisanje diplomske naloge

Microsoft Word - M docx

Microsoft Word - CelotniPraktikum_2011_verZaTisk.doc

Delavnica Načrtovanje digitalnih vezij

Diapozitiv 1

VHF1-VHF2

Poročilo projekta : Učinkovita raba energije Primerjava klasične sončne elektrarne z sončno elektrarno ki sledi soncu. Cilj projekta: Cilj našega proj

RAČUNALNIŠKA ORODJA V MATEMATIKI

Delavnica Načrtovanje digitalnih vezij

10108-Bench-mark-brochure-6pg.indd

PowerPointova predstavitev

Microsoft PowerPoint - 07-bostjan_tavcar.ppt

Microsoft Word - CNC obdelava kazalo vsebine.doc

DES

CpE & ME 519

Microsoft Word - Dokument1

innbox_f60_navodila.indd

N

O Č E S N I C E N T E R STAROSTNA DALJNOVIDNOST PRESBYOND IN MENJAVA OČESNE LEČE

Uradni list Republike Slovenije Št. 17 / / Stran 2557 Verzija: v1.0 Datum: Priloga 1: Manevri in tolerance zadovoljive izurjeno

ANALITIČNA GEOMETRIJA V RAVNINI

SLO NAVODILA ZA UPORABO IN MONTAŽO Kat. št.: NAVODILA ZA UPORABO DVB T, DVB C TV ključek PCTV Systems Quatro Kataloška št.: 67

VIDEOANALIZA GIBANJ Za kratke projektne naloge lahko dijaki z domačimi digitalnimi fotoaparati posnamejo nekaj sekundne videofilme poljubnih gibanj. U

Sistemi Daljinskega Vodenja Vaja 1 Matej Kristan Laboratorij za Strojni Vid Fakulteta za elektrotehniko, Univerza v Ljubljani

Microsoft Word - M docx

Strojna oprema

PowerPoint Presentation

Microsoft PowerPoint - MK 3 tehnicni sistemi.ppt

Microsoft PowerPoint - MK 3 tehnicni sistemi.ppt

Slide 1

Poročilo za 1. del seminarske naloge- igrica Kača Opis igrice Kača (Snake) je klasična igrica, pogosto prednaložena na malce starejših mobilnih telefo

PREDMETNI KURIKULUM ZA RAZVOJ METEMATIČNIH KOMPETENC

DTV izobrazevalna julij_mail

Vaje: Matrike 1. Ugani rezultat, nato pa dokaži z indukcijo: (a) (b) [ ] n 1 1 ; n N 0 1 n ; n N Pokaži, da je množica x 0 y 0 x

Microsoft Word - ABB Robotski sistem za varjene osnove kontejnerja ASM-13.doc

Uvodno predavanje

INTERAKTIVNE REŠITVE PROMETHEAN

Univerza v Ljubljani Fakulteta za računalništvo in informatiko Fakulteta za matematiko in fiziko Jani Bizjak Iskanje predmetov v prostoru z mobilno pl

6.1 Uvod 6 Igra Chomp Marko Repše, Chomp je nepristranska igra dveh igralcev s popolno informacijo na dvo (ali vec) dimenzionalnem prostoru

Microsoft Word - DIPLOMA.doc

PowerPointova predstavitev

Microsoft PowerPoint - Standardi znanja in kriteriji ocenjevanja 2 r.ppt [Samo za branje] [Združljivostni način]

ARS1

Microsoft Word - M

Navodila za uporabo Mini snemalnik

Poskusi s kondenzatorji

Microsoft Word - M docx

Učinkovita izvedba algoritma Goldberg-Tarjan Teja Peklaj 26. februar Definicije Definicija 1 Naj bo (G, u, s, t) omrežje, f : E(G) R, za katero v

Vgrajeni sistemi Uvod & ponovitev C

Ime in priimek

M-Tel

Napotki za izbiro gibljivih verig Stegne 25, 1000 Ljubljana, tel: , fax:

BDV-N890W/BDV-N790W

Univerza v Ljubljani FAKULTETA ZA RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO Tržaška c. 25, 1000 Ljubljana Realizacija n-bitnega polnega seštevalnika z uporabo kvan

IR termometer testo 830 testo 830 hiter, za brezkontaktno merjenje površinske temperature Merjenje z laserskim pointerjem za natančno merjenje tudi na

ŠTEVCI PROMETA IN NJIHOVA UPORABA ZA NAMENE STATISTIK ČRT GRAHONJA

Microsoft Word doc

Microsoft Word - MD_1_IJS_Mrovlje.doc

Datum in kraj

Prevodnik_v_polju_14_

ELEKTRONIKA ŠTUDIJ ELEKTRONIKE

Pravila tekmovanja FE, 15. in verzija pravil: 4; Opis naloge Robot vsake ekipe prične s poskusom v coni»start«(zelena cona).

Transkripcija:

Strojni vid in stereo vid Doc. dr. Gregor Klančar

Uvod Preslikava prizora okolice na slikovni senzor Zmogljiv senzor, slika vsebuje veliko informacij Obdelava slike za konkreten namen uporabe Razpoznava predmetov, oseb, avtomobilov,... Meritev dimenzij predmetov, relacij med njimi Končna kontrola kvalitete,... V nadaljevanju Osnove strojnega vida, slikovni senzor Nekateri primeri uporabe Stereo strojni vid

Enačba leče, e, preslikava 1 a + 1 b = 1 f ker a >> b b f s = f p a

Idealni model kamere ni zrcaljena preko z osi 3D -> 2D + uo - -vo

Kamera vzorčevalnik slike H Zapis slike v pomnilniku: R 1 G 1 B 1 R 2 G 2 B 2 R N G N B N W slikovni element je zapisan s trojico (R,G,B) vrednosti (256 nivojev) kjer je N=W*H

Sestava kamere Optika + slikovni senzor +... CCD senzor (Charged Coupling Device) CMOS (Complimentary Metal Oxide Semiconductor) Slika kamere, leče Bayer filter

Sestava kamere 3CCD Prizma loči vidno svetlobo na R, G, B

CCD vs.. CMOS Ni izrazitih razlik CCD Svetloba v električni naboj, pretvorba v napetost ob branju elementov CCD-ja, Manjši šum, boljša kvaliteta, Zrelejša tehnologija, daljša življenjska doba, boljša kvaliteta, Večja resolucija na površino slikovnega elementa. CMOS Pretvorba svetlobe v napetost znotraj vsakega slik. elementa, Enostavnejša in cenejša izvedba, Manjša poraba (do 100x manj kot CCD), Hitrejši odziv prenos slike iz senzorja v memorijo.

RGB (Red Green Blue) HSI (Hue Saturation Intensity) HSV (Hue Saturation Value) HLS (Hue Light Value) Barvni prostori YUV (Y luma/svetloba, U,V chrominance/barva)...

Izvedbe kamer Črno bele, barvne Analogne, digitalne (PAL, NTSC,... USB, IEEE 1394,...) Analogne: Informacija slike predstavljena z analognim signalom, potreben vzorčevalnik slike za pretvorbo v digitalni zapis za delo na PC. Digitalna: Digitalni zapis slike, + Manj šuma pri prenosu slike -> boljša kvaliteta, + Enostavna za delo na PC-ju, - Velika količina podatkov, problem za transport slike 1x CCD senzor (Bayer filter) 3x CCD senzorji (prizma,...) Področne, linijske Progresivne, lihe in sode vrstice (PAL, NTSC TV) Vidna svetloba, infra rdeči spekter, termovizijske

Parametri kamer Resolucija, frekvenca osveževanja, goriščna razdalja, Čas ekspozicije (zaslonka),...

Uporaba Zelo široka... Civilna: varovanje, zabava (TV, spletne kamere, fotoaparati,...) Industrija: končna kontrola izdelkov, senzor v regulacijskih sistemih Vojska, reševanja,... termovizijske kamere Promet: spremljanje, štetje ljudi, avtomobilov Računalniške aplikacije, web kamere, scanner,... Teleskopi,... Razna razpoznave okolice, predmetov za različne domene,...

Primer uporabe pri robotskem nogometu

Robotski nogomet - opis ROBOT RADIJSKI MODUL RAČUNALNIŠKI VID STRATEGIJA

Mobilni robot

VODENJE IN SPREMLJANJE IGRE

Računalni unalniški vid - uvod Veliko industrijskih aplikacij z računalniškim vidom kot senzorjem Razpoznavanje v realnem času (30Hz, 60Hz), tok podatkov 10Mbyte/s Uveljavljeni pristopi, izbrati časovno nezahtevne, optimiranje algoritmov

Strojna oprema Kamera Standardne (PAL 25Hz, NTSC 30Hz), nestandardne Optika, majhno popačenje, povečava, ostale nastavitve Izhod: kompozitni, RGB izhod ali digitalni (digitalna kamera) Vzorčevalnik slike Analognodigitalni pretvornik Kriteriji izbire: preprosta uporaba, programska oprema, zmogljivost, načini delovanja Možnost različnih barvnih prostorov (RBG, HSV, YUV,...) Računalnik Dovolj zmogljiv, hiter Zanesljiv operacijski sistem Smiselno, da je dvoprocesorski (več aplikacij, vzporedno procesiranje)

Kako razpoznati objekte? Oznake robotov in barve žoge so predpisane in so enobarvne Slikovni elementi, ki pripadajo enobarvni znački zavzemajo različne RGB vrednosti (šum kamere in osvetlitev prostora) Model, ki opiše enobarvno značko:

Osnovni princip razpoznavanja

Strojni vid v RN Strojni vid v RN Poudarek na računski učinkovitosti, robustnosti in točnosti algoritmov

Barvno upragovljanje - model: Model objekta B R G for i=1 to št. veljavnih barv na igrišču if ( R >= R_min AND R <=R_max AND G >= G_min AND G <=G_max AND B >= B_min AND B <=B_max ) Pixel_barva =i-th barva; else Pixel_barva=ozadje; end (6 rel. 0p. + 5 AND op.)*št. barv / pixel le 2 bitni AND operaciji / pixel Algoritem združevanja in označevanja povezanih področij Integracija obeh pristopov, časovna učinkovitost Za vsak slikovni element vemo, kateremu objektu pripada (igrišču, žogi, timski barvi robota ali identifikacijski barvi robota)

Združevanje področij Iščemo slikovne elemente, ki pripadajo istemu objektu in se držijo skupaj (strnjena področja). Za najdena strnjena področja si zapomnimo koordinate središč, velikost in barvo področja. Zapišemo jih v bazo področij. Algoritem združevanja in označevanja področij: začnemo s 1. pixlom področja zanimanja Če je barva trenutnega pixla veljavna: -in je različna od gornjega in levega pixla, potem ustvarimo novo področje. - in je enaka barvi gornjega ali levega pixla, potem pixel dodamo ustreznemu področju. - in je enaka barvi gornjega in levega pixla, potem: - če gornji in levi pixel pripada istemu področju dodamo zraven še trenutnega. - drugače dodamo obravnavani pixel k področju z večjo površino, pixle manjšega področja pa premaknemo v večjega. Končni rezultat algoritma so: oznake področij, barve, ploščina in koordinate področij.

Določitev pozicij objektov Iz baze vseh strnjenih področij moramo izbrati tiste, ki predstavljajo dejanske objekte Izberemo področja z največjo površino (manjša področja so večinoma posledica šuma) 1. Določimo timske značke naših in nasprotnih robotov: dist(področje, team i )> ¾d 1 ). 2. Pravilne identifikacijske značke morajo zadoščati pogoju: ¾d 1 <dist(področje, team i )> d 2 3. S preprosto logiko najdemo pravilne pare značk (team-ident.)

Korekcija popačenj slike Napake leče (sodčast efekt, ribje oko) Perspektiva

Problem nehomogene osvetlitve

Kaj je z globinsko predstavo? Kamera preslika 3D prizor v 2D sliko Kako rekonstruirati (prostorsko predstavo, oddaljenost in velikost objektov ) informacijo? 3D filmi, vizualizacija 3D strojni vid

Stereo (3D) fotografija Stereo (3D) fotografija Navzkrižno gledanje stereo slik Anagliptični postopek - očala zeleno-rdeči filter Polarizacijska očala (vertikalna in horizontalna polarizacija)...

Uporaba 3D vizualizacije 3D filmi, računalniške igre Lažje upravljanje mobilnega robota Zabava, hobi,...

Model Model stereo stereo kamere kamere ( ) ( ) ( ) f Z u u u u T Z T D O O L + = f Z d T Z T = D u L u d = Za KS D kamere d f Z D = T ( ) ( ) d u u T f u u Z X O D O D D = = ( ) ( ) d v v T f v v Z Y D O D O D = =

Stereo primerjanje - Iskanje korespondenčne točke na obeh slikah (leva in desna kamera) - Prikaz SIFT značilk na stereo posnetku sliki leve in desne kamere (Scale Invariant Feature Transforms)

Najdeni pari značilk Stereo primerjanje T x = d T y = d T z = d ( u u ) ( v v ) f D 0 0 D D d = u L u f = 393pikslov T = 0.156m u v 0 0 = 143pikslov = 116 pikslov

Uporaba stereo vida Za namen: - 3D razpoznava objektov v okolici - Merjenje razdalje do objekta - Razpoznava okolice in lokalizacije mobilnega robota - Gradnja zemljevida okolice (zemljevida značilk) M i opazovana značilka in relacija med lokalnimi in globalnimi koordinatami y G Poznamo: z G G y x x G y R zr R x R M R i G = R ( M t) i M = R i M = G i Iščemo: lego robota: x, y, ϕ [ x ] T R yr zr [ x y z ] T G G G

Avtonomni mobilni robot

Laserska triangulacija Aktivna laserska triangulacija f u D = = D cos u f cos L π ( α ) 2 L π ( α ) 2