بخشی از مقاله
چکیده-اگر یک جسم از دو مکان متفاوت مشاهده شود، می توان مکان سه بعدي نقاط آنرا تعیین کرد.این تکنیک، بینایی استریو یا بینایی دو چشمی نامیده میشود. این روش یکی از مهمترین روش هایی است که توسط آن می توان اطلاعات مربوط به فاصله را بدست آورد. براي پیاده سازي بینایی استریو ، سه مرحله اصلی کالیبراسیون دوربین ، تعیین نقاط متناظر در دو تصویر و در نهایت بازیافت مختصات سه بعدي نقاط متناظر مطرح می شود.
مهمترین مرحله، انجام عمل تطبیق یا تعیین نقاط متناظر است. در این مقاله علاوه بر موضوع تعیین نقاط متناظر در دو تصویر و بازیافت مختصات سه بعدي، الگوریتمی وفقی براي حل مساله تطابق با عنوان تطبیق استریو با استفاده از پنجره اي با اندازه متغیر پیشنهاد می شود و در نهایت الگوریتم پیشنهادي به همراه 9 الگوریتم مطرح براي حل مساله تطابق در بینایی استریو پیاده سازي و با یکدیگر مقایسه می شوند.
-1مقدمه
روش بینایی استریو به دو دسته کلی تقسیم بندي میشود. اولی روش بینایی استریو غیرفعال و دومی روش بینایی استریو فعال نامیده می شود. درروش اول ابتدا دو یا چند تصویر از شی مورد نظر تهیه می شود و سپس این تصاویر مورد پردازش قرار می گیرند و با استفاده از روابط هندسی خاص به اطلاعات سه بعدي مورد نظر دست می یابیم. درروش دوم به علت تغییر دائمی مکان شیئ ، باید عملیات پردازشی در روابط هندسی بصورت مداوم تغییر کند، که این پردازشها با حالت غیر فعال متفاوت است.[3,4] دراین مقاله به بحث و بررسی پیرامون روش بینایی استریو غیرفعال می پردازیم.
-2 ساختار بینایی استریو
محاسبات استریو عموما بصورت بازیافت اطلاعات سه بعدي موضوع با استفاده ازتصاویر گرفته شده از زوایاي مختلف تعریف می شود. در ابتدا اجزاء عملکردي محاسبات استریو شامل گرفتن تصاویر ، مدل کردن دوربین ، بدست آوردن الگوها 1 یا فیچرها ، تطابق تصاویر ، تعیین عمق 2 تشریح خواهند شد. [5] درشکل - 1 - سیستم استریو دو دوربینی محورهاي اصلی هستند. نقطه P0 در فضاي سه بعدي روي تصویر چپ و تصویر راست تابیده می شود.
اختلاف مکانی میان P1 و P2 را به عنوان انحراف یا اختلاف مکانی 3مربوط به نقطه P0 تعریف می کنند. اختلاف مکانی مربوط به P0 به موقعیت این نقطه درفضاي سه بعدي و روابط هندسی میان دوربین ها وابسته است. دراین حالت دوربین ها نسبت به همدیگر طوري قرار گرفته اند که صفحات تصویر دو دوربین در یک راستا باشد ، یعنی دوربین ها هیچ گونه چرخشی نسبت به همدیگر ندارند و انتقال فقط درجهت محور x ها می باشد. در صفحات تصویر محور افقی محور x و محور عمودي محور y می باشد ، محور z در راستاي محور نوري دوربین ها قرار دارد ، این طریقه قرار گرفتن دوربین ها در شکل - 1 - نشان داده شده است.
مهمترین و پیچیدهترین قسمت در بینایی استریو، ایجاد تطابق1 است.[9,10] یک نقطه از موضوع در فضاي سهبعدي روي صفحات تصویر دوربین چپ و راست داراي تصویري است. تعیین اینکه نقطهاي در تصویر چپ با چه نقطهاي در تصویر راست متناظر است را مشکل تطابق گویند. پس تطابق عبارت است از تعیین نقاط متناظر در دو تصویر. اگر n نقطه در هر تصویر وجود داشته باشد و فرض کنیم که تناظر یک به یک داشته باشیم در این صورت n! حالت را باید مورد بررسی قرار دهیم.
مثلاً اگر n=30 باشد آنگاه n!>2.65*10^32 میباشد، میبینیم که مسأله بسیار پیچیده میشود و حالتهاي بسیار زیادي وجود دارد که باید بررسی شود. و این زمان بسیار زیادي را طلب میکند. توجه شود که براي یک تصویر 500*450 پیکسلی n عدد بزرگی خواهد شد و n! عدد بسیار بزرگی خواهد بود و امکان اینکه براي هر نقطه روي یک تصویر، تمام نقاط تصویر دیگر را مورد بررسی قرار دهیم وجود ندارد. با توجه به این مشکلات الگوریتمهاي مختلفی جهت حل مسأله تطابق پیشنهاد شده است .
