BÁO CÁO ĐỒ ÁN, COMPUTER VISION, TÁI TẠO ẢNH 3D
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN III Đề tài: COMPUTER VISION: TÁI TẠO ẢNH 3D Sinh viên thực hiện: PHAN THỊ NGÁT Lớp ĐT2 – K56 Giảng viên hướng dẫn: TS TRỊNH QUANG ĐỨC Hà Nội, 12-2015 LỜI NÓI ĐẦU Theo xu hướng phát triển cơng nghệ cơng nghệ chụp ảnh 2D lỗi thời để đáp ứng nhu cầu người sử dụng xu hướng phát triển giới cơng nghệ ảnh 3D đời Chính lẽ mà em định thực đề tài tái tạo ảnh 3D từ cặp ảnh 2D hay gọi STEREO VISION Trong trình thực đồ án em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Trịnh Quang Đức hướng dẫn tận tình cho em để em bước hồn thiện đồ án TĨM TẮT ĐỒ ÁN Mục đích đồ án tìm hiểu phương pháp tái tạo ảnh 3D từ cặp ảnh 2D xây dựng lại hệ thống cho phép tái tạo ảnh trực tiếp sử dụng cặp camera Đồ án trình bày với bốn chương với bố cục sau: Chương 1: Tổng quan phương pháp thực đề tài Chương 2: Cơ sở toán học kiến thức liên quan Chương 3: Các bước thực đề tài Chương 4: Kết thực đề tài SUMMARY OF PROJECTS The aim of the scheme is to explore the 3D image reconstruction method from a pair of 2D images and rebuild the system allows direct visualization using a pair of cameras Projects are presented with four chapters with the following composition: Chapter 1: Overview of methods to implement the project Chapter 2: The mathematics and related knowledge Chapter 3: Steps to implement the project Chapter 4: Results of the implementation topics MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH SÁCH BẢNG BIỂU DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT PHẨN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu đề tài Computer vision gì? Sử dụng hay nhiều ảnh 2D chụp từ vật khoảng cách để tìm khoảng cách từ vật đến camera (depth map) tái tạo lại hình ảnh 3D vật Hình 1.2 Cơ sở thuật toán Sử dụng thong tin khác thu từ ảnh để tìm thơng tin chiều sâu ảnh (depth map) Hình CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VÀ PHẦN MỀM 2.1 Lý thuyết 2.1.1 Lý thuyết ảnh số Ảnh số gì? 2.1.2 Xử lí ảnh số 2.1.3 Phép biến đổi Fourier 2.2 Phần mềm CHƯƠNG 3: CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 3.1 Thu nhận liệu đầu vào 3.1.1 Phương thức kết nối thiết bị camera với máy tính Sử dụng Image Acquisition Apps Matlab 2013a để thu nhận tín hiệu phương thức giao tiếp usb 2.0 camera Hình 3.1.2 Thiết lập tham số đầu vào - Khơng gian màu : rgb - Kích thước ảnh: 640x480 - Frame Rate : 30 frame/s - Khoảng cách đặt camera: - Khoảng cách từ hai camera đến vật: - Thiết lập thí nghiệm với tiêu cự camera xa vơ 3.2 Tính tốn tham số camera 3.2.1 Phương pháp tính tiêu cự hai camera B F/ A F d A/ O d/ B/ Xét tam giác đồng dạng : ∆OAB ∆OA’B’ A' B ' d ' = =k AB d 1 = + f d d' kd f = k +1 3.2.2 Kết tính tốn d = 10cm =100mm AB = 2.3cm A’B’ = 4.6cm k = f = 66.6667 mm 3.3 Phân tích lọc nhiễu 3.3.1 Phương pháp phân tích Bước 1: liệu vào 256 ảnh chụp với góc độ giống nhau(đoạn video gồm 256 frame với tốc độ lấy mẫu 30 frame/s = 30Hz), chất lượng nhau(tất thông số camera ảnh nhận nhau) Bước 2: -Chuyển đổi kiểu ảnh 200 ảnh từ rgb sang gray(intensity) -Tính giá trị intensity trung bình điểm ảnh(tâm ảnh) 200 ảnh, ta điểm ảnh trung bình điểm ảnh chuẩn Hình Bước 3: So sánh intensity ảnh với intensity ảnh chuẩn, ta có giá trị chênh lệnh( gọi nhiễu) Hình Bước 4: Tính hàm phân bố xác suất giá trị intensity Hình Bước 5: Tính giá trị DC(Giá trị chênh lệch so với giá trị trung bình) Hình Bước 6: 3.3.2 Thiết kế lọc nhiễu 3.4 Ghép hai ảnh lên frame 3.4.1 Phương pháp 3.4.2 Kết 3.5 Tính disparity map 3.5.1 Các thuật toán 3.5.3 Kết 3.6 Tái tạo ảnh 3D 3.6.1 Thuật toán tái tạo 3.6.2 Kết tái tạo CHƯƠNG 4: