8. Pontmegfeleltetések



Hasonló dokumentumok
4. Jellemző pontok kinyerése és megfeleltetése

7. Sarokpontok detektálása

Orientáció és skálázás invariáns. Darya Frolova, Denis Simakov, David Lowe diáit is felhasználva

3. Szűrés képtérben. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

Példák jellemzőkre: - minden pixelérték egy jellemző pl. neurális hálózat esetében csak kis képekre, nem invariáns sem a megvilágításra, sem a geom.

6. Éldetektálás. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

2. Pont operációk. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

Minták automatikus osztályba sorolása a mintát leíró jellemzők alapján. Típusok: felügyelt és felügyelet nélküli tanuló eljárások

3. Sztereó kamera. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

6. Modell illesztés, alakzatok

7. Régió alapú szegmentálás

A médiatechnológia alapjai

Számítógépes képelemzés 7. előadás. Dr. Balázs Péter SZTE, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék

Bevezetés. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

Éldetektálás, szegmentálás (folytatás) Orvosi képdiagnosztika 11_2 ea

Keresés képi jellemzők alapján. Dr. Balázs Péter SZTE, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék

A KLT (Kanade Lucas Tomasi) Feature Tracker Működése (jellegzetes pontok választása és követése)

Illesztés. Digitális képelemzés alapvető algoritmusai. Adatregistráció és -fúzió 1/2. Adatregistráció és -fúzió 2/2. Csetverikov Dmitrij

3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

Panorámakép készítése

10. Alakzatok és minták detektálása

Bevezetés. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

3D - geometriai modellezés, alakzatrekonstrukció, nyomtatás

Sergyán Szabolcs szeptember 21.

Loványi István vizsgakérdései kidolgozva (béta)

Képfeldolgozás Szegmentálás Osztályozás Képfelismerés Térbeli rekonstrukció

Virtuális Egér. Horváth Zsolt, Schnádenberger Gábor, Varjas Viktor március 20.

Képregisztrációs eljárások. Orvosi képdiagnosztika 13. ea ősz

Térbeli transzformációk, a tér leképezése síkra

Koordinátageometria. , azaz ( ) a B halmazt pontosan azok a pontok alkotják, amelynek koordinátáira:

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK EMELT SZINT Koordinátageometria

9. Szegmentálás. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

Regresszió. Csorba János. Nagyméretű adathalmazok kezelése március 31.

A mérés problémája a pedagógiában. Dr. Nyéki Lajos 2015

Élpont osztályozáson alapuló robusztus tekintetkövetés

Érettségi feladatok Koordinátageometria_rendszerezve / 5

Szomszédság alapú ajánló rendszerek

Statisztikai eljárások a mintafelismerésben és a gépi tanulásban

Transzformációk síkon, térben

ESR-spektrumok különbözı kísérleti körülmények között A számítógépes értékelés alapjai anizotróp kölcsönhatási tenzorok esetén

Grafikonok automatikus elemzése

Képregisztrációs eljárások. Orvosi képdiagnosztika 2016 ősz

Érettségi feladatok: Koordináta-geometria 1/5

LEBEGŐPONTOS SZÁMÁBRÁZOLÁS

5. 3D rekonstrukció. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

Regresszió számítás. Tartalomjegyzék: GeoEasy V2.05+ Geodéziai Kommunikációs Program

Lineáris algebra zárthelyi dolgozat javítókulcs, Informatika I márc.11. A csoport

Multimédiás adatbázisok

11. Alakzatjellemzők. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

Gépi tanulás a gyakorlatban. Bevezetés

Képfeldolgozás jól párhuzamosítható

Adaptív dinamikus szegmentálás idősorok indexeléséhez

Záró kutatói jelentés

Él: a képfüggvény hirtelen változása. Típusai. Felvételeken zajos formában jelennek meg. Lépcsős

Transzformációk. Grafikus játékok fejlesztése Szécsi László t05-transform

4. Szűrés frekvenciatérben

Óbudai Egyetem. Doktori (PhD) értekezés tézisfüzete. Tartalom alapú keresési algoritmusok képi adatbázisokban Sergyán Szabolcs

TEXTÚRA ANALÍZIS VIZSGÁLATOK LEHETŐSÉGEI A RADIOLÓGIÁBAN

Közösség detektálás gráfokban

Éldetektálás. Digitális képelemzés alapvető algoritmusai. Képi élek. Csetverikov Dmitrij. A Canny-éldetektor Az éldetektálás utófeldolgozása

Aggregált kernel alapú képi klasszifikáció

STATISZTIKA. A maradék független a kezelés és blokk hatástól. Maradékok leíró statisztikája. 4. A modell érvényességének ellenőrzése

SZTE Nyílt Forrású Szoftverfejlesztő és Minősítő Kompetencia Központ

Fotogrammetriai munkaállomások szoftvermoduljainak tervezése. Dr. habil. Jancsó Tamás Óbudai Egyetem, Alba Regia Műszaki Kar

mobilis robotikai alkalmazásokhoz

Fejmozgás Alapú Gesztusok Felismerése

Infobionika ROBOTIKA. X. Előadás. Robot manipulátorok II. Direkt és inverz kinematika. Készült a HEFOP P /1.0 projekt keretében

Gyakorlati útmutató a Tartók statikája I. tárgyhoz. Fekete Ferenc. 5. gyakorlat. Széchenyi István Egyetem, 2015.

3D Számítógépes Geometria II.

The nontrivial extraction of implicit, previously unknown, and potentially useful information from data.

Bozóki Sándor. MTA SZTAKI, Budapesti Corvinus Egyetem. Vitaliy Tsyganok

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Pontműveletek. Sergyán Szabolcs Óbudai Egyetem Neumann János Informatikai Kar február 20.

Képszűrés II. Digitális képelemzés alapvető algoritmusai. Laplace-operátor és approximációja. Laplace-szűrő és átlagolás. Csetverikov Dmitrij

Intelligens módszer párok keresésére képek nagy halmazában Távközlési és Médiainformatikai Tanszék. Mogyorósi Ferenc

Algoritmusok bonyolultsága

Vektorok összeadása, kivonása, szorzás számmal, koordináták

Nagy méretű adathalmazok vizualizációja

Áttekintés LP és geometria Többcélú LP LP és egy dinamikus modell 2017/ Szegedi Tudományegyetem Informatikai Intézet

Kétdimenziós mesterséges festési eljárások. Hatások és alkalmazások

PONTFELHŐ REGISZTRÁCIÓ

Koordinátageometria Megoldások

Koordináta geometria III.

Klaszterezés. Kovács Máté március 22. BME. Kovács Máté (BME) Klaszterezés március / 37

A távérzékelt felvételek tematikus kiértékelésének lépései

Digitális képek szegmentálása. 5. Textúra. Kató Zoltán.

Az [OIII] vonal hullámhossza = 3047,50 Ångström Maximális normált fluxus = 7,91E-12 Szigma = 0,18 Normálási tényező = 3,5E-12 A Gauss-görbe magassága

A GDP hasonlóképpen nem tükrözi a háztartások közötti munka- és termékcseréket.

Adatbányászati szemelvények MapReduce környezetben

Nyugat-magyarországi Egyetem Geoinformatikai Kara. Prof. Dr. Závoti József. Matematika III. 6. MA3-6 modul. A statisztika alapfogalmai

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

Vektorok. Wettl Ferenc október 20. Wettl Ferenc Vektorok október / 36

VIK A2 Matematika - BOSCH, Hatvan, 3. Gyakorlati anyag. Mátrix rangja

Robotika. Kinematika. Magyar Attila

Összehasonlítások hibái

Képfeldolgozás jól párhuzamosítható

Koordináta-geometria feladatok (emelt szint)

GPU Lab. 14. fejezet. OpenCL textúra használat. Grafikus Processzorok Tudományos Célú Programozása. Berényi Dániel Nagy-Egri Máté Ferenc

Egy (k) küszöb esetén [0, 1] intenzitástartományt feltételezve (v 2 v 2 ):

Láthatósági kérdések

Átírás:

8. Pontmegfeleltetések Kató Zoltán Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (http://www.inf.u-szeged.hu/~kato/teaching/)

2 Példa: panoráma kép készítés 1. Jellemzőpontok detektálása mindkét képen 2. Kinyert pontok megfeleltetése 3. Megfeleltetések alapján a képpár illesztése

3 Megválaszolandó kérdések Melyek azok a pontok, amelyeket megbízható módon detektálhatunk a képeken? Sarokpontok Hogyan tudjuk leírni/jellemezni a kinyert pontokat? Invariáns jellemzők Hogyan feleltessünk meg két képről kinyert pontokat? Jellemzők összehasonlítása, robusztusság

4 Lokális leírók A detektált pontokat hogyan tudnánk leírni úgy, hogy az invariáns és egyedi legyen A kinyert pontok önmagukban nem jellemezhetők jól egyetlen intenzitás-érték nem elég stabil és egyedi A pontok környezete már elég egyedi lehet, de az invariancia biztosítása nem triviális Tekintsük a pontot tartalmazó ablak tartalmát?

5 Képfoltok mint vektorok? from Hartley & Zisserman w 1 w 2 m w row 1 m Mindkét mxm ablak tartalma ábrázolható egy m 2 dimenziós vektorként. m row 2 row 3 m m Az ablakok tartalmát normalizálva a vektorok egységnyiek lesznek, miáltal könnyen összehasonlíthatóak a két vektor különbségeként.

Az ablakok tartalmának normalizálása Még azonos kamerák esetén is lehet eltérés a rögzített intenzitás értékekben (pl. eltérő gain/érzékenység). Ennek kiegyenlítésére célszerű a képeket normalizálni Ezáltal az ablakokból képzett vektorok egységnyiek lesznek, így különböző képek között is összehasonlíthatóak Normalizált pixelérték ), ( ), ˆ( Ablak magnitúdó )], ( [ Átlag pixelérték ), ( ), ( ), ( ), ( 2 ), ( ), ( ), ( ), ( 1 y x W y x W v u y x W y x W v u y x W m m m m m I I I y x I y x I v u I I v u I I 6

7 Hasonlósági mértékek w 1 w 2 SSD: (Normalized) Sum of Squared Differences Minél kisebb annál jobban illeszkedik a két vektor C [ ˆ ˆ w w 2 SSD I1( u, v) I2( u, v)] ( u, v) W m 1 2 2 NC: Normalized Correlation Minél nagyobb, annál jobban illeszkedik a két vektor C NC ( u, v) Iˆ ( u, v) Iˆ W m 1 2 ( u, v) w 1 w 2 cos

8 Képfolt alapú leíró invarianciája Fotometriai invariancia a normalizálással elég jól teljesül Azonos méretű ablakok hasonlíthatók össze skálafüggő Azonos állású (vagyis rasztersorokra illeszkedő) ablakok hasonlíthatók össze orientáció függő Összességében tehát nincs geometriai invariancia, van részleges fotometriai invariancia

9 SIFT: SCALE INVARIANT FEATURE TRANSFORM

10 SIFT Scale Invariant Feature Transform Skála- és irányfüggetlen fotometriailag invariáns pontleírókat állít elő az alábbi főbb lépésekben: 1. skála meghatározása (ez már megtörténik a pontok detektálása során) DoG szélsőhelyek térben és skálában 2. lokális orientáció a domináns gradiens irány 3. Az így kapott skála és orientáció minden egyes kinyert pontban egyértelműen meghatároz egy lokális koordinátarendszert Minden további számítás ebben a koordinátarendszerben történik, így a kapott leírók skála- és irányfüggetlenek lesznek 4. Számítsunk gradiens irány-hisztogramokat több kisebb ablakban, amiből leíró vektort képezünk. D.Lowe. Distinctive Image Features from Scale-Invariant Keypoints. International Journal of Computer Vision, 2004

11 Jellemző pontok kinyerése DoG skálatérben válasszunk ki minden pontot, ami a 3x3x3 környezetben szélsőhely (max, vagy min) Töröljük az instabil pontokat Alacsony kontraszt Nem elég magas sarkossági jellemző Megkapjuk a képi pozíciót (x,y) és a hozzá tartozó skálát (σ)

12 Kinyert jellemző pont

13 Orientáció A kinyert pontokhoz rendeljünk egy konzisztens irányt Minden ponthoz a hozzá tartozó skálán számoljunk gradienst gradiens magnitúdó A képpiramis megfelelő skálájáról vett (Gauss simított) kép Gradiens irány

14 Orientáció Súlyozott gradiens magnitúdó Súlyozott irány-hisztogram: Minden csoport azon gradiens-magnitúdók súlyozott összegét tartalmazza, amelyek a csoportba eső irányúak Gradiens irány Irány csoportok: 10 fokonként tekintsük a gradiens vektorokat. Ez összesen 36 csoportot jelent.

15 Orientáció Súlyozott gradiens magnitúdó Irány kiválasztás: Minden olyan irányt kiválasztunk, amelyik a csúcsérték 80%-n felül van és minden ilyen irányhoz létrehozunk egy pontot (tipikusan a pontok 15%-a több irányú) Gradiens irány Jelen példában a pont iránya 25 fok lesz, mivel csúcs a 20-30 fokos csoportban van, és nincs másik domináns irány.

16 SIFT leíró Eddig minden jellemző ponthoz tartozik: pozíció skála magnitúdó irány Mivel írhatnánk le a pont körüli régiót?

17 SIFT leíró Tekintsünk egy 16x16 ablakot a gradiens-mezőn, amit tovább osztunk 4x4 blokkokra. Számítsunk a 4x4-es mintákon 8 irányban hisztogramot Alkalmazzunk Gauss súlyozást a középpont körül, aminek szórása=0.5xσ (a jellemző pont skálája) 4x4x8 = 128 dimenziós vektor leíró 128 elemű leíró vektor

18 SIFT leíró fotometriai invariancia Lineáris (globális) megvilágítás változás: Az intenzitásértékek nagysága (gain) önmagában nem befolyásolja a gradienst A vektorok egységnyivé normalizálása feloldja a kontrasztbeli különbségeket Nem lineáris (lokális) megvilágítás változás: Telítettség inkább a magnitúdót mint az irányt befolyásolja. Küszöböljük a gradiens magnitúdót 0.2-vel ([0,1]-re normált értékeket feltételezve), majd normalizáljunk újra. empirikusan meghatározott érték 3D objektum többféle megvilágítása alapján Az legnépszerűbb, rendkívül robusztus pontleíró [Mikolajczyk & Schmid 2005] Krystian Mikolajczyk and Cordelia Schmid: GLOH A performance evaluation of local descriptors, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, pp1615 1630, 2005

19 SIFT leírók megfeleltetése L2 távolság alapján a legközelebbi szomszéddal párosítjuk Hogyan szűrjük ki a rossz megfeleltetéseket (pl. ha nincs megfelelő párja egy pontnak)? Küszöböljük az L2 távolságot rossz teljesítmény Küszöböljük inkább az arányt jó teljesítmény legjobb megfeleltetés 2.legjobb megfeleltetés

20 Képrészletek felismerése

21 Regisztráció panoráma képhez [Brown & Lowe 2003]

22 Felhasznált anyagok Palágyi Kálmán: Digitális Képfeldolgozás /pub/digitalis_kepfeldolgozas Trevor Darrell: C280, Computer Vision http://www.cs.cmu.edu/afs/cs/academic/class/15385- s06/lectures/ppts/ David Lowe James Hays: CS 143 Computer Vision, Brown University http://www.cs.brown.edu/courses/cs143/ További források az egyes diákon megjelölve