Ειδικά Θέµατα Υπολογιστικής Όρασης & Γραφικής. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης & Αθανάσιος Τσακαλίδης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Σχετικά έγγραφα
Ειδικά Θέµατα Υπολογιστικής Όρασης & Γραφικής. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης & Αθανάσιος Τσακαλίδης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Ειδικά Θέματα Υπολογιστικής Όρασης & Γραφικής. Εμμανουήλ Ζ. Ψαράκης & Αθανάσιος Τσακαλίδης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Ειδικά Θέµατα Υπολογιστικής Όρασης & Γραφικής. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης & Αθανάσιος Τσακαλίδης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Τεχνητή Νοημοσύνη ΙΙ. Ενότητα 4: Αντίληψη. Μουστάκας Κωνσταντίνος Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

EΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΗΜΑΤΩΝ Γραµµική Εκτίµηση Τυχαίων Σηµάτων Φίλτρο Kalman

EΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΗΜΑΤΩΝ. Γραµµική Εκτίµηση Τυχαίων Σηµάτων

Ειδικά Θέµατα Υπολογιστικής Όρασης & Γραφικής. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης & Αθανάσιος Τσακαλίδης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

( ) Κλίση και επιφάνειες στάθµης µιας συνάρτησης. x + y + z = κ ορίζει την επιφάνεια µιας σφαίρας κέντρου ( ) κ > τότε η

Συστήµατα Μη-Γραµµικών Εξισώσεων Μέθοδος Newton-Raphson

Ακρότατα υπό συνθήκη και οι πολλαπλασιαστές του Lagrange

οµή δικτύου ΣΧΗΜΑ 8.1

Mηχανή Atwood µε κινούµενη τροχαλία

6. ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟΙ ΧΩΡΟΙ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέµβριος 2004

Κεφάλαιο M4. Κίνηση σε δύο διαστάσεις

Ειδικά Θέµατα Υπολογιστικής Όρασης & Γραφικής. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης & Αθανάσιος Τσακαλίδης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

11. Η έννοια του διανύσµατος 22. Πρόσθεση & αφαίρεση διανυσµάτων 33. Βαθµωτός πολλαπλασιασµός 44. Συντεταγµένες 55. Εσωτερικό γινόµενο

Οπτική Μοντελοποίηση Ανθρώπινου Προσώπου με Εφαρμογές σε Αναγνώριση

1. Η ευθεία y = 5 είναι κάθετη στον άξονα y y. Σ Λ. 2. Η ευθεία x = - 2 είναι παράλληλη προς τον άξονα x x. Σ Λ

Συνήθεις διαφορικές εξισώσεις προβλήματα οριακών τιμών

Οι πράξεις που χρειάζονται για την επίλυση αυτών των προβληµάτων (αφού είναι απλές) µπορούν να τεθούν σε µια σειρά και πάρουν µια αλγοριθµική µορφή.

Παρουσίαση 1 ΙΑΝΥΣΜΑΤΑ

Ασκήσεις Φροντιστηρίου «Υπολογιστική Νοηµοσύνη Ι» 7ο Φροντιστήριο 15/1/2008

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ ΕΥΡΕΣΗΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ Ι ΙΟΤΙΜΩΝ. 4.1 Γραµµικοί µετασχηµατισµοί-ιδιοτιµές-ιδιοδιανύσµατα

ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Χώρος Κατάστασης. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ Κυκλική Συνέλιξη. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

EΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΗΜΑΤΩΝ Γραµµική Εκτίµηση Τυχαίων Σηµάτων

Σχεδίαση τροχιάς. (α) (β) (γ) (δ) Σχήµα 2.5

Κλασικη ιαφορικη Γεωµετρια

Έργο Ενέργεια Παραδείγµατα

Ορισµός. (neighboring) καταστάσεων. ηλαδή στην περίπτωση αλυσίδας Markov. 1.2 ιαµόρφωση µοντέλου

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 3: Περιγραφή αριθμητικών μεθόδων (συνέχεια)

Στροφορµή. υο παρατηρήσεις: 1) Η στροφορµή ενός υλικού σηµείου, που υπολογίζουµε µε βάση τα προηγούµενα, αναφέρεται. σε µια ορισµένη χρονική στιγµή.

Μηχανική ΙI. Λογισµός των µεταβολών. Τµήµα Π. Ιωάννου & Θ. Αποστολάτου 2/2000

( ) Κλίση και επιφάνειες στάθµης µιας συνάρτησης. x + y + z = κ ορίζει την επιφάνεια µιας σφαίρας κέντρου ( ) κ > τότε η

ΠΑΝΕΠΙΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Το θεώρηµα πεπλεγµένων συναρτήσεων

ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΝΕΥΡΩΝΙΚΑ ΙΚΤΥΑ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΝΕΥΡΩΝΙΚΑ ΙΚΤΥΑ

a 1d L(A) = {m 1 a m d a d : m i Z} a 11 a A = M B, B = N A, k=1

Εισαγωγή στον Προγραµµατισµό. Ανάλυση (ή Επιστηµονικοί8 Υπολογισµοί)

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΓΡΑΜΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Κεφάλαιο 7 Βασικά Θεωρήµατα του ιαφορικού Λογισµού

Σ 1 γράφεται ως. διάνυσµα στο Σ 2 γράφεται ως. Σ 2 y Σ 1

Kεφάλαιο 4. Συστήµατα διαφορικών εξισώσεων.

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Ε.Α.Υ. Υπολογιστική Όραση. Κατάτμηση Εικόνας

Ειδικά Θέµατα Υπολογιστικής Όρασης & Γραφικής. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης & Αθανάσιος Τσακαλίδης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Αριθµητική Ανάλυση 1 εκεµβρίου / 43

ΦΥΣ Διαλ Δυναµική

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ ιδάσκων : Ε. Στεφανόπουλος 12 ιουνιου 2017

= x. = x1. math60.nb

Μάθηµα 1. Κεφάλαιο 1o: Συστήµατα. γ R παριστάνει ευθεία και καλείται γραµµική εξίσωση µε δύο αγνώστους.

Κεφάλαιο 2. Μέθοδος πεπερασµένων διαφορών προβλήµατα οριακών τιµών µε Σ Ε

Το άθροισµα των εισερχόµενων σηµάτων είναι:

Γραµµική Αλγεβρα. Ενότητα 3 : ιανυσµατικοί Χώροι και Υπόχωροι. Ευστράτιος Γαλλόπουλος Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Κεφάλαιο M11. Στροφορµή

Kεφάλαιο 4. Συστήµατα διαφορικών εξισώσεων

ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΟΡΑΣΗ. Όταν ένα ρομπότ κινείται σε άγνωστο χώρο ή σε χώρο που μπορεί να αλλάξει η διάταξή του τότε εμφανίζεται η ανάγκη της όρασης μηχανής.

Εφαρµογες Της Ψηφιακης Επεξεργασιας Σηµατων. Εκτιµηση Συχνοτητων Με ΙδιοΑναλυση του Μητρωου ΑυτοΣυσχετισης

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΦΥΣ Διαλ Σύνοψη εννοιών. Κινηµατική: Περιγραφή της κίνησης ενός σώµατος. Θέση και µετατόπιση Ταχύτητα Μέση Στιγµιαία Επιτάχυνση Μέση

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ

Γραµµική Αλγεβρα Ι. Ενότητα: ιανυσµατικοί χώροι. Ευάγγελος Ράπτης. Τµήµα Μαθηµατικών

ΓΡΑΠΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ. ΛΥΣΕΙΣ 3 ης. Άσκηση 1. , z1. Παρατηρούµε ότι: z0 = z5. = + ) και. β) 1 ος τρόπος: Έστω z = x+ iy, x, = x + y.

KΕΦΑΛΑΙΟ 3. Πλεγµένες συναρτήσεις- Ανάπτυγµα Taylor-Aκρότατα

Κεφάλαιο M3. Διανύσµατα

5.1 Ιδιοτιµές και Ιδιοδιανύσµατα

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Όρια συναρτήσεων. ε > υπάρχει ( ) { } = ± ορίζονται αναλόγως. Η διατύπωση αυτών των ορισµών αφήνεται ως άσκηση. x y = +. = και για κάθε (, ) ( 0,0)

Φυσική για Μηχανικούς

Άσκηση 1 (α) ============================================================== Έχουµε L = π, εποµένως η σειρά Fourier είναι: 1 2 a. cos. a n. b n.

Δυναμική ενέργεια στο βαρυτικό πεδίο. Θετική ή αρνητική;


Κεφάλαιο 6. Εισαγωγή στη µέθοδο πεπερασµένων όγκων επίλυση ελλειπτικών και παραβολικών διαφορικών εξισώσεων

Επίλυση Γραµµικών Συστηµάτων

Κεφάλαιο 1: Προβλήµατα τύπου Sturm-Liouville

Matlab command: corner

Αριθµητική Γραµµική ΑλγεβραΚεφάλαιο 4. Αριθµητικός Υπολογισµός Ιδιοτιµών 2 Απριλίου και2015 Ιδιοδιανυσµάτων 1 / 50

Δυναµική. ! F(δύναµη), m(µάζα), E(ενέργεια), p(ορµή),! Πως ένα σώµα αλληλεπιδρά µε το περιβάλλον του! Γιατί σώµατα κινούνται µε το τρόπο που κινούνται

Εξαναγκασµένες φθίνουσες ταλαντώσεις

Όσο χρονικό διάστηµα είχε τον µαγνήτη ακίνητο απέναντι από το πηνίο δεν παρατήρησε τίποτα.

Matlab command: corner

4.3. Γραµµικοί ταξινοµητές

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ» ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΕΡΓΑΣΙΑ 4

Ροπή αδράνειας. q Ας δούµε την ροπή αδράνειας ενός στερεού περιστροφέα: I = m(2r) 2 = 4mr 2

Φυσική για Μηχανικούς

Μάθημα 8 ο. Ανίχνευση Ακμών ΤΜΗΥΠ / ΕΕΣΤ 1

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2003

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας Γεωμετρικές Διορθώσεις

Μάθημα 8 ο. Ανίχνευση Ακμών ΤΜΗΥΠ / ΕΕΣΤ 1

Μετασχηµατισµοί Laplace, Αναλογικά Συστήµατα, ιαφορικές Εξισώσεις

Kεφάλαιο 4. Συστήματα διαφορικών εξισώσεων. F : : F = F r, όπου r xy

Κίνηση στερεών σωμάτων - περιστροφική

p& i m p mi i m Με τη ίδια λογική όπως αυτή που αναπτύχθηκε προηγουµένως καταλήγουµε στην έκφραση της κινητικής ενέργειας του ρότορα i,

ΤΟΜΕΑΣ: ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ (Τ. & Τ.Π.) Διπλωματική Εργασία

Transcript:

Ειδικά Θέµατα Υπολογιστικής Όρασης & Γραφικής Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης & Αθανάσιος Τσακαλίδης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Εκτίµηση Κίνησης Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής 2

Παραδείγµατα Πεδίων Κίνησης (Motion Fields) 3

Εφαρµογές Ανίχνευση/Ανάλυσης Κίνησης Κατάτµηση αντικειµένων Αντιστάθµιση Κίνησης. 4

Τέσσερις Γενικές Περιπτώσεις Κίνησης: Σταθερή κάµερα-κίνηση ενός αντικειµένου σε σταθερό φόντο (συστήµατα ελέγχου κίνησης οχηµάτων, συστήµατα ασφάλειας σε βιοµηχανικά περιβάλλοντα). Σταθερή κάµερα-κίνηση πολλών αντικειµένων σε σταθερό φόντο (Aνάλυση κίνησης αθλητών ή ασθενών). Κινητή κάµερα-σχετικά σταθερή σκηνή (δυνατότητα σύνθεσης πανοραµικής άποψης της σκηνής). Κινητή κάµερα-πολλά κινούµενα αντικείµενα (πλοήγηση robot σε περιβάλλοντα µεγάλης κίνησης). 5

Προβλήµατα Ανάλυσης Κίνησης Πρόβληµα Αντιστοίχισης (Correspondence Problem) Παρακολούθηση αντίστοιχων σηµείων/στοιχείων κατά µήκος των πλαισίων. Πρόβληµα Ανακατασκευής (Reconstruction Problem) Δοθέντος ένος συνόλου αντίστοιχων σηµείων και των παραµέτρων της κάµερας, τι µπορούµε να πούµε για την 3-Δ κίνηση και τη δοµή της σκηνής; Πρόβληµα Κατάτµησης (Segmentation Problem) Ταυτοποίηση των περιοχών της εικόνας που αντιστοιχούν σε διαφορετικά κινούµενα αντικείµενα. 6

Αλγόριθµος Ανίχνευσης αλλαγών σε δύο εικόνες 1. Για όλα τα pixels (r,c) των εικόνων εισόδου, I out ( r, c) = 1, αν Iin( r, c) Iout ( r, c) > T 0, διαφορετικ ά 7

Μοντελοποίηση του Φόντου Εξαιτίας της αλλαγής του περιβάλλοντος, η µοντελοποίηση του φόντου πρέπει να ενηµερώνεται, για παράδειγµα: I ( r, c) ± T Πώς µπορούµε να αντισταθµίσουµε γρήγορες αλλαγές του φόντου; 8

Υπολογισµός Διανυσµάτων Κίνησης: Ένα 2-Δ µητρώο, 2-Δ διανυσµάτων που αναπαριστούν την κίνηση των 3-Δ σηµείων της σκηνής ονοµάζεται Πεδίο Κίνησης (motion field). Ο Υπολογισµός του Πεδίου Κίνησης µπορεί να βοηθήσει στην αναγνώριση των αντικειµένων και στην ανάλυση της κίνησής τους. 9

l Το Πεδίο Κίνησης εκχωρεί ένα διάνυσµα ταχύτητας σε κάθε pixel της εικόνας. l Οι ταχύτητες προκύπτουν από την σχετική κίνηση της κάµερας και της σκηνής. l Το Πεδίο Κίνησης µπορούµε να το θεωρήσουµε σαν την προβολή των 3-Δ ταχυτήτων πάνω στο επίπεδο της εικόνας. 10

Υπολογισµός Διανυσµάτων Κίνησης: Εστίες Συστολής (Focus Of Contraction (FOC)) είναι τα σηµεία της εικόνας στα οποία συγκλίνουν όλα τα γειτονικά διανύσµατα κίνησης. FOC: είναι τα σηµεία της σκηνής από τα οποία ο αισθητήρας (κάµερα) αποµακρύνεται. 11

Υπολογισµός Διανυσµάτων Κίνησης: Εστίες Διαστολής (Focus Of Expansion (FOE)) είναι τα σηµεία της εικόνας στα οποία αποκλίνουν όλα τα γειτονικά διανύσµατα κίνησης. FOE: είναι τα σηµεία της σκηνής στα οποία ο αισθητήρας (κάµερα) πλησιάζει. 12

Υπολογισµός Διανυσµάτων Κίνησης: Υπόθεση Ο υπολογισµός του Πεδίου Κίνησης (Motion Field) γίνεται µε την προϋπόθεση ότι οι φωτεινότητες των εικόνων κοντά σε αντίστοιχα σηµεία είναι σχετικά σταθερές. 13

Οπτική Ροή (Optical Flow) 14

(α): Μία οµαλή σφαίρα στρέφεται, µε σταθερές συνθήκες φωτισµού. Εποµένως, η ο- πτική ροή είναι µηδέν, αλλά το πεδίο κίνησης διάφορο του µηδενός. (α) (β) (β) Μια σταθερή σφαίρα φωτίζεται από κινούµενη πηγή και η σκίαση αλλάζει. Επο- µένως, το πεδίο κίνησης είναι µηδέν, αλλά η οπτική ροή όχι 15

Το Πρόβληµα της Οπής (Aperture Problem) Δεν είναι εύκολο να αποφασίσουµε ποιό εικονοστοιχείο P' στην ισοϋψή C' του brightness στην δεύτερη εικόνα αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριµένο σηµείο στην αντίστοιχη ισοϋψη C της πρώτης εικόνας. 16

Το Πρόβληµα της Οπής (Aperture Problem) http://web.mit.edu/persci/demos/motion&form/demos/one-square/one-square.html 17

Υπολογισµός Αραιών Πεδίων Κίνησης (Sparse Motion Fields). Ένα αραιό πεδίο κίνησης µπορεί να υπολογιστεί ταυτοποιώντας ζευγάρια χαρακτηριστικών σηµείων που αντιστοιχούν σε δύο εικόνες που έχουν ληφθεί την χρονική στιγµή to και την χρονική στιγµή to +Δt. 18

Εύρεση αντίστοιχων σηµείων: Ένα σύνολο «χαρακτηριστικών» σηµείων ταυτοποιείται στην εικόνα που έχει ληφθεί την χρονική στιγµή tο, το Πρόβληµα έγκειται στο ότι πρέπει να ταυτοποιηθεί στην εικόνα που έχει ληφθεί τη χρονική στιγµή tο+δt το αντίστοιχο σύνολο σηµείων. 19

Εύρεση αντίστοιχων σηµείων: 1-η Μέθοδος: Βρές χαρακτηριστικά σηµεία στην εικόνα που έχει ληφθεί : τη χρονική στιγµή tο και τη χρονική στιγµή tο+δt και στη συνέχεια λύσε το πρόβληµα αντιστοίχισης. 20

Εύρεση αντίστοιχων σηµείων: 2-η Μέθοδος: Βρές χαρακτηριστικά σηµεία στην εικόνα που έχει ληφθεί τη χρονική στιγµή tο και στη συνέχεια ταυτοποίησε τη θέση κάθε σηµείου στην εικόνα που έχει ληφθεί τη χρονική στιγµή tο+δt χρησιµοποιώντας για παράδειγµα τη µέθοδο της συσχέτισης. 21

l Έστω P ένα σηµείο που κινείται στον 3-Δ χώρο: Τη χρονική στιγµή t, το P έχει συν/νες (Χ(Υ(Ζ() έστω x(y( οι συν/νες του στο επίπεδο της εικόνας. Έστω Ι(x( y( η φωτεινότητα την χρονική στιγµή t. l Υπόθεση της σταθερής φωτεινότητας: Καθώς το P κινείται, η Ι(x( y( παραµένει σταθερή. 22

Brightness Constancy Equation: Ι ( x( y( = c Παραγωγίζοντας: dι ( x( x( dt = 0 Ι Ισοδύναµα: ( x( y( dx( Ι( x( y( dy( Ι( x( y( x( dt + y( dt + t 23 = 0

Ι ( x( y( dx( Ι( x( y( dy( Ι( x( y( x( Gradient: Υπολογιστική Όραση Brightness Constancy Equation: I dt + ( x( y( y( Ι = [ dt + t ( x( y( Ι( x( y( t x( y( = 0 ] Οπτική Ροή: u t t ( x( y( = [ u u ] = [ ] Χρονική Παράγωγος: ( x( y( I t x y = Ι dx( dt ( x( y( t dy( dt 24

Brightness Constancy Equation: Ι ( x( y( dx( Ι( x( y( dy( Ι( x( y( x( dt + y( dt + t = 0 Άρα:! t I ( x (t ), y (t ),t )u ( x (t ), y (t ),t ) + I ( t x (t ), y (t ),t ) = 0 25

Η Λύση του Προβλήµατος της οπής l Πώς µπορούµε να βρούµε περισσότερες εξισώσεις για το εικονοστοιχείο; Βασική Ιδέα: επιβολή επιπλέον συνθηκών l Υποθέτουµε ότι τοπικά το πεδίο κίνητης είναι οµαλό l Συγκεκριµένα: απαιτούµε οι γειτονιά του εικονοστοιχείου να κινείται µε την ίδια ταχύτητα Για παράδειγµα θεωρώντας ως γειτονιά ένα ΝxΝ παράθυρο, αποκτούµε Ν x Ν εξισώσεις ανά εικονοστοιχείο!!! 26

Η Λύση του Προβλήµατος της οπής Η Λύση του Προβλήµατος της οπής Κατάστρωση Συστήµατος l Πρόβληµα: Έχουµε παραπάνω εξισώσεις από αγνώστους 27

Και πάλι η εµφάνιση του µητρώου Αυτό-Συσχέτισης!!! = W y x y W y x y x W y x y x W y x x y x I y x I y x I y x I y x I y x I C ), ( 2 ), ( ), ( ), ( 2 )), ( ( ), ( ), ( ), ( ), ( )), ( ( Η Λύση του Προβλήµατος της οπής 28 Υπολογιστική Όραση

Η Λύση του Προβλήµατος της οπής Μία µηδενική ιδιοτιµή -> Ακµή Δύο µηδενικές ιδιοτιµές -> Οµογενής περιοχή Δηλαδή στις παραπάνω περιπτώσεις εξακολουθεί να υφίσταται το πρόβληµα της οπής!!! 29

Περίπτωση Ακµής R( C) < 0 30

Περίπτωση Περιοχής χωρίς Υφή R( C) < ε 31

Περίπτωση Περιοχής µε Υφή R( C) >> 0 32

1-η: Παρατήρηση Η υπόθεση της σταθερής οπτικής ροής όσο αποµακρυνόµαστε από το κεντρικό εικονοστοιχείο, είναι πολύ πιθανόν να είναι λάθος!!! 33

2-η: Παρατήρηση l Το πρόβληµα της εκτίµησης Κίνησης είναι ένα πρόβληµα δύο εικόνων... Όµως: Μπορούµε να εκτιµήσουµε την ευαισθησία των εικονοστοιχείων εξετάζοντας µόνο την µία εικόνα!!! Μπορούµε να δούµε ποια εικονοστοιχεία είναι εύκολο να ιχνηλατηθούν και ποιά όχι l Η παρατήρηση αυτή είναι πολύ χρήσιµη όταν θέλουµε να κάνουµε ιχνηλάτιση χαρακτηριστικών (feature tracing)... 34

Επανεξέταση της υπόθεσης µικρών κινήσεων l Μπορεί να χαρακτηριστεί η κίνηση αυτή αρκετά µικρή; Μάλλον όχι... Πώς µπορούµε να λύσουµε το πρόβληµα; 35

Επαναληπτικοί Αλγόριθµοι Επαναληπτικός Αλγόριθµος των Luas-Kanade 1. Εκτίµηση ταχύτητας σε κάθε εικονοστοιχείο. 2. Χρήση της εκτιµηθείσας ταχύτητας για την «ευθυγράµµιση» της µίας εικόνας στην άλλη 3. Επανάληψη µέχρι σύγκλιση 36

Μείωση της ανάλυσης 37

Coarse- to- fine op-cal flow es-ma-on u=1.25 pixels u=2.5 pixels u=5 pixels image Εικόνα to H u=10 pixels Εικόνα image to +Δt I Gaussian Πυραµίδες 38

Coarse- to- fine op-cal flow es-ma-on run iterative L-K run iterative L-K warp & upsample... image Εικόνα to J image Εικόνα to I +Δt Gaussian Πυραµίδες 39