Geometri Multi-Pandangan dan Rekonstruksi 3D

Geometri multi-pandangan mempelajari hubungan antar gambar dari adegan yang sama yang diambil dari sudut pandang berbeda, dan rekonstruksi 3D menggunakan hubungan ini untuk memulihkan struktur adegan dan posisi kamera.

Definition

Geometri multi-pandangan adalah studi tentang batasan geometris yang menghubungkan beberapa gambar suatu adegan, dan rekonstruksi 3D adalah pemulihan struktur adegan dan pose kamera yang konsisten dengan gambar-gambar tersebut.

Scope

Topik ini mencakup geometri epipolar dan matriks fundamental serta esensial, stereo dua-pandangan dan multi-pandangan untuk estimasi kedalaman, triangulasi, struktur dari gerakan yang secara bersamaan memulihkan kamera dan titik, serta penyesuaian bundel sebagai penyempurnaan nonlinier dari rekonstruksi penuh.

Core questions

• Batasan apa yang menghubungkan titik adegan yang sama yang terlihat dalam dua gambar?
• Bagaimana kedalaman dipulihkan dari korespondensi stereo?
• Bagaimana pose kamera dan struktur adegan dipulihkan secara bersamaan?
• Bagaimana rekonstruksi besar disempurnakan untuk meminimalkan kesalahan reprojeksi?

Key concepts

• Geometri epipolar
• Matriks fundamental dan esensial
• Korespondensi stereo
• Triangulasi
• Struktur dari gerakan
• Penyesuaian bundel

Key theories

Geometri epipolar

Untuk dua pandangan, sebuah titik dalam satu gambar membatasi pasangannya ke sebuah garis di gambar lain, yang dikodekan oleh matriks fundamental, yang mengurangi pencarian korespondensi dan mendasari estimasi stereo dan gerakan.

Penyesuaian bundel

Rekonstruksi disempurnakan dengan mengoptimalkan secara bersamaan semua parameter kamera dan titik 3D untuk meminimalkan total kesalahan reprojeksi, masalah kuadrat terkecil nonlinier jarang yang besar yang menjadi inti dari struktur dari gerakan.

Clinical relevance

Rekonstruksi multi-pandangan memungkinkan pemetaan 3D dan fotogrametri, lokalisasi dan pemetaan simultan visual untuk robot dan drone, realitas tertambah, digitalisasi warisan budaya, dan pembuatan model 3D dari koleksi foto.

History

Dibangun di atas fotogrametri, formulasi proyektif geometri multi-pandangan dikonsolidasikan pada tahun 1990-an; penyesuaian bundel disintesis pada tahun 2000, dan sistem struktur-dari-gerakan skala besar kemudian merekonstruksi kota-kota dari koleksi foto internet.

Key figures

• Richard Hartley
• Andrew Zisserman
• Bill Triggs

Seminal works

• hartley2004
• triggs2000

Frequently asked questions

Bagaimana 3D dapat dipulihkan dari gambar datar?

Sebuah titik yang terlihat dari dua atau lebih sudut pandang yang diketahui dapat ditriangulasi, dan mencocokkan banyak titik di berbagai pandangan membatasi struktur adegan dan posisi kamera cukup untuk merekonstruksinya hingga skala tertentu.

Apa itu struktur dari gerakan?

Ini adalah proses mengambil serangkaian gambar yang tumpang tindih, menemukan fitur yang cocok, dan secara bersamaan menyelesaikan di mana setiap kamera berada dan di mana titik-titik 3D berada, menghasilkan model 3D jarang dan lintasan kamera.