Tantárgy » BMEVIAUAV29
Háromdimenziós rekonstrukció videófelvételekből
3D Reconstruction from Video
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
—
Hatályosság vége:
—
| Tantárgy neve (magyarul, angolul) |
Háromdimenziós rekonstrukció videófelvételekből
3D Reconstruction from Video
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tantárgykód | BMEVIAUAV29 | ||||||||||||
| Tantárgyjelleg | — | ||||||||||||
| Képzési szint | — | ||||||||||||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) |
|
||||||||||||
| Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa | vizsga | ||||||||||||
| Tantárgy kreditértéke | 5 | ||||||||||||
| Tantárgyfelelős |
Hajder Levente
|
||||||||||||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység |
—
|
||||||||||||
| Kar | |||||||||||||
| Tantárgy weboldala | — | ||||||||||||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | — | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel | nincs |
Célkitűzés
Tantárgyprogram
Bevezetés, áttekintés.Optimalizálási alapok.Lagrange-multiplikátoros optimalizálás. Lineáris egyenletrendszerek legkisebb négyzetes megoldása korlátozás nélkül és korlátozással, szinguláris érték felbontás (SVD), főkomponens analízis.Nemlineáris optimalizálás: Gradiens módszer, konjugált gradiens módszer, Gauss-Newton módszer, Levenberg-Marquardt módszerOptikai alapismeretek.Optikai alapok: az optika tárgya, felosztása.Geometriai optika: fénysugár, Fermat-elv, visszaverődés és törés. Visszaverődésen és törésen alapuló optikai elemek. Ideális leképzés. Valódi leképzés, aberrációk.Fizikai optika: hullám leírása, fényelhajlás jelensége.Geometriai alapok.Térbeli geometria, homogén koordináták, vetítések (perspektív, gyengén perspektív paraperspektív, merőleg), epipoláris geometria, kvaterniók.Háromdimenziós illesztési módszerek.Háromdimenziós megjelenítő nyelvek (X3D, POVRay).Jellegzetes pontok előállítása és követése.Sarokdetektálás: KLT algoritmus. Jellegzetes pontok követése: különbség és korreláció alapú módszerek,Affin és perspektív torzítások figyelembe vétele.Jellegzetes vonalak illesztése: alapvető vonalkeresési algoritmusok, megfeleltetés textúrainformáció alapján.Fotogrammetrikus kamerakalibrálásBelső és külső paraméterek definíciója. Kalibráció referencia-objektum alapján.Háromdimenziós pontok és kameramozgás számítása.Mélységszámítás merőleges vetítés, gyenge perspektíva, valódi perspektíva esetén. Kamerakalibráció. Fundamentális mátrix (sztereó látás), trifokális tenzor bevezetése.Megfeleltetett pontok és egyenesek felhasználása az illesztési feladatra.Kalibrált kamera esetén az ún. visual hull algoritmus alkalmazása.Szegmentálás, pontok szűrése.Fundamentális mátrix alapú módszerek, K-means, LMedS, LTS, RANSAC-algoritmusok. Altér alapú szegmentálás, régió terjesztéses algoritmus.Szegmentálás trifokális tenzor alapján.Sűrű illesztés.Rektifikálás (képek kiegyenesítése torzítás segítségével): lineáris, nemlineáris rektifikáció. A keresési tér leszűkítése.A felületi normálvektor és a torzítás kapcsolata. Sűrű illesztés régiónöveléses technikával.Pontok háromszögelése.Síkbeli pontok Delunay-féle háromszögelése, térbeli háromszögelés.Pontok háromszögelése “marching cube” algoritmus alapján.Fotorealisztikus rekonstrukció. Textúrázás, árnyékolások figyelembe vétele.Több fényforrás segítségével felületi érdesség megállapítása.Háromdimenziós animációs trükkök. A renderelő szoftverek kameramodellje.Valós felvétel és mozgó virtuális objektumok keverése a kameraparaméterek becslése alapján.Képek homográfián alapuló torzítása. Kép alapú renderelés (image based rendering).
A háromdimenziós objektum rekonstrukció a számítógépes látás egyik alapproblémája. Kutatása a 80-as években lendült fel, mostanában már az ipari alkalmazások is megjelentek.
A tantárgy célja a hallgatókkal megismertetni a modellrekonstrukció és az animációs trükkök alapproblémáit és annak megoldásait. Az órák keretében a szükséges matematikai alapokat is átadjuk.
A kurzus teljesítő hallgatók képesek lesznek arra, hogy tudásukat az iparban hasznosítsák (ipari minőségbiztosítás, reklám- és filmstúdiók, játékipar): tudják kezelni a meglévő szoftvereket, illetve új modulokkal tudják azokat bővíteni.
A házi feladatok segítik a hallgatókat, hogy egy-egy választott módszer implementálásával maguk is meggyőződhessenek a módszerek használhatóságáról, és tisztában legyenek a hátrányokkal, problémákkal is.
Tanulmányi eredmények
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Képességek
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Attitűd
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Autonómia és felelősség
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Oktatási módszertan
Előadás
Tanulástámogató anyagok
Online források
1. Richard Hartley, Andrew Zisserman. Multiple View Geometry 2nd edition, Cambridge University Press, 2004. ISBN: 05215405182; 2. Yi Ma, Stefano Saotto, Jana Kosecka, S. Shankar Sastry. An Invitation to 3-D Vision. Springer-Verlag, New York, November 2003; 3. Marc Pollefeys. Visual 3D Modelling from Images (tutorial) http://www.cs.unc.edu/~marc/tutorial/; 4. Magyar nyelvű óravázlat és házi feladat példák a http://vision.sztaki.hu/~hajder/rekonstrukcio/ linken találhatóak.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
nincs
Általános szabályok
Követelmények:
a. A szorgalmi időszakban: Házi feladat
b. A vizsgaidőszakban: Írásbeli vizsga
c. Elővizsga: Van
Pótlási lehetőségek:
A házi feladatot a szorgalmi időszak végéig be kell adni. Ezt később pótolni nem lehet.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya
Nincs megadva részarány.
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Vizsgarészek részaránya
Nincs megadva részarány.
Érdemjegy megállapítása
Nincs megadva érdemjegy határ.
Jelenléti és részvételi követelmények
Nincs megadva jelenléti követelmény.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
Nincs megadva.
Rövid leírás
Nincs megadva.
Részletes leírás
Nincs megadva.
Ajánlott tantárgyak
Nincs megadva.
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
Nincs megadva munkaidő bontás.
Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.