Von der Photographie zum 3D-Modell

Bestimmung computer-graphischer Beschreibungsattribute für reale 3D-Objekte mittels Analyse von 2D-Rasterbildern

Axel Hildebrand

Buch (Taschenbuch)
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Beschreibung

Gegenstand des Buches sind Methoden einer analytischen Gewinnung von Szenenbeschreibungsattributen aus zweidimensionalen Rasterbildern. Die dargestellten Methoden zur Rekonstruktion von 3D-Geometrie, Textur, Beleuchtung und Bewegung eröffnen neue Möglichkeiten für die Erzeugung realitätsnaher computergenerierter Szenen. Eine Darstellung der wichtigsten Aspekte der Dualität von Bildanalyse und Bildsynthese runden das Werk ab.

Produktdetails

Einband Taschenbuch
Seitenzahl 243
Erscheinungsdatum 29.11.1996
Sprache Deutsch
ISBN 978-3-540-61597-2
Reihe Beiträge zur Graphischen Datenverarbeitung
Verlag Springer Berlin
Maße (L/B/H) 23,5/15,5/1,3 cm
Gewicht 394 g
Abbildungen 90 schwarzweisse Abbilmit 5 FarbabbildungenFarbabb.

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  • 1 Einleitung.- 1.1 Motivation.- 1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit.- 2 Integration von Bildsynthese und Bildanalyse.- 2.1 Begriffsdefinition.- 2.2 Allgemeine Integrationsaspekte.- 2.3 Dualität der Beschreibungen.- 2.3.1 Beleuchtung.- 2.3.2 Textur.- 2.3.3 Bewegung.- 2.3.4 Repräsentation von dreidimensionalen Objekten.- 2.3.5 Ein Modell zur algorithmischen Zusammenführung.- 2.4 Grundlegende Konzepte eines Referenzmodells.- 3 Erfassung von 3D-Geometrie.- 3.1 Sinnesphysiologische Aspekte.- 3.1.1 3D-Datenerfassung des visuellen Systems des Menschen.- 3.1.2 Akkommodation.- 3.1.3 Schattierung und Glanzlichter.- 3.1.4 Textur.- 3.1.5 Bewegungsparallaxe.- 3.1.6 Abbildungsfaktoren.- 3.1.7 Konvergenz.- 3.1.8 Disparität.- 3.1.9 Zusammenfassung der Wahrmehmungsaspekte.- 3.2 Gerätetechnik der 3D-Sensorik.- 3.2.1 Triangulationsverfahren.- 3.2.2 Moiré-Verfahren.- 3.2.3 Tiefe durch Fokussierung.- 3.2.4 Zusammenfassende Bewertung der 3D-Sensorik.- 3.3 3D-Rekonstruktion aus 2D-Bildern.- 3.3.1 Geometrieerfassung aus der Schattierung.- 3.3.2 Geometrieerfassung aus der Textur.- 3.3.3 Stereoskopische Verfahren zur Geometrieerfassung.- 3.3.4 Shape from Motion.- 3.3.5 Bewertung der stereoskopischen Rekonstruktion.- 4 Analyse von Beleuchtung, Textur und Bewegung.- 4.1 Wahrnehmungsaspekte.- 4.1.1 Helligkeit- und Kontrastsehen.- 4.1.2 Aspekte der Texturwahrnehmung.- 4.1.3 Bewegungswahrnehmung.- 4.2 Rekonstruktion der Beleuchtungssituation.- 4.2.1 Monoskopische Verfahren.- 4.2.2 Multiskopische Verfahren.- 4.2.3 Bewertung der Verfahren zur Bestimmung der Beleuchtungsparameter.- 4.3 Gewinnung einer Texturbeschreibung.- 4.3.1 Geometrische Entzerrung der Textur.- 4.3.2 Rekonstruktion einer statistischen Texturbeschreibung.- 4.3.3 Rekonstruktion einer statistisch-strukturellen Texturbeschreibung.- 4.3.4 Zusammenfassung der Methoden zur Texturgewinnung.- 4.4 Erfassung von Bewegung.- 4.4.1 Optischer Fluß.- 4.4.2 Einbeziehung von Wissen in die Bewegungsanalyse.- 4.4.3 Bewegungsanalyse auf der Grundlage von deformierbaren Modellen.- 4.4.4 Bewertung der Verfahren zur Bewegungsanalyse.- 5 Das Visual Imaging Referenzmodell.- 5.1 Die Verarbeitung visueller Information.- 5.2 Die Verarbeitungsschichten der Bildanalyse.- 5.2.1 Betrachtungen hinsichtlich der Sensorik.- 5.2.2 Eingabepipeline der verschiedenen Szenenbeschreibungsattribute.- 5.3 Implikationen des Referenzmodells.- 6 Erfassung realer 3D-Objekte aus Einzelbildern.- 6.1 Kalibrierung des Sensors.- 6.1.1 Bestimmung der intrinsischen Kameraparameter.- 6.1.2 Photometrische Kalibrierung.- 6.2 Orientierung der Einzelbilder.- 6.2.1 Direkte Orientierung mit acht korrespondierenden Punkten.- 6.2.2 Direkte Orientierung mit Überbestimmung.- 6.2.3 Transformation der rekonstruierten Teilansichten in ein gemeinsames Koordinatensystem.- 6.3 Orientierung des Bildverbundes.- 6.4 Bewertung des Rekonstruktionsverfahrens.- 6.5 Interaktive Konturbestimmung.- 6.5.1 Bestimmung der Textur.- 6.5.2 Visualisierung der Ergebnisse.- 6.5.3 Bewertung des Verfahrens.- 7 Erfassung realer 3D-Objekte aus einer Bildfolge.- 7.1 Kalibrierung des Röntgengerätes.- 7.2 Akquisition von Herzkranzgefäßen.- 7.3 Segmentierung des Gefäßbaumes.- 7.3.1 Bestimmung der Mittellinie.- 7.3.2 Bestimmung der Gefäßkontur.- 7.4 Verfolgen der Gefäßstruktur.- 7.5 Rekonstruktion der 3D-Geometrie.- 7.5.1 3D-Snake-Optimierung.- 7.5.2 Rekonstruktion des Gefäßquerschnitts.- 7.6 Visualisierung und Simulation.- 7.7 Bewertung der Bildfolgenauswertung.- 8 Zusammenfassung und Ausblick 187.- A Abkürzungen und Akronyme.- B Kamerakalibrierung.- C Quantitative Evaluierungen.- C.l Testszenario.- C.2 Lineare Rekonstruktion.- C.3 Nicht-lineare Ausgleichsrechnung.- C.4 Bewertung der Ergebnisse.- D Ableitungen der Ausgleichsrechnung.- E Farbabbildungen.