Zusammenfassung Machine Vision

Kalibrierung
- bei Direct Linear Transform DLT keine Formeln lernen, aber das Prinzip verstehen
(Foliensatz 2, Folie ca 41-50)
Kamerakalibrierung
 Finden Sie die mathematische Beziehung zwischen 2D-Pixelpositionen und Strahlen in
der 3D-Szene
 Finden Sie die Formel für die Abbildungsgleichung der Kamera
 Geben Sie einen 3D-Punkt an, so dass wir vorhersagen können, wo er auf dem
Chip/auf der Füllung der Kamera landen wird
 Vorgehensweise
 Fotografiere ein Objekt mit exakt bekannter Geometrie (Würfel)
 Identifizieren von Merkmalspunkten im Bild (Ecken)
 Normalerweise gibt es ein Schachbrettmuster auf der Schachtel  macht es leicht
zu identifizieren
 Paare von 2D-3D-Koordinaten bilden
 Definieren durch Messen
 Berechnen Sie die Kameraparameter
Warum wir Kamerakalibrierung brauchen
 Photogrammetrie: Man nahm Bilder von einer Landschaft auf.
 Später mussten sie diese zu einem großen Foto zusammensetzen, aber gleichzeitig
mussten sie Ausschnitte und die Perspektive korrigieren und die Höhe von Punkten in
einer Stereoumgebung messen.
 Dazu muss man den Lauf der Kamera zur 3D-Szene verfolgen - mit einem Pixel
 3D-Scanner
 Berechnen Sie die Wechselwirkung zwischen der Kamera und dem Projektor/Laser
 Bei einem Pixel muss man wissen, wie der Strahl im 3D-Raum aussehen würde
 3D-Form aus Silhouetten
 Erkennen Sie die Silhouette, indem Sie die Bilder mit der Person und ohne die Person
vergleichen.
 Wissen, welche Pixel sich nicht verändert haben
 Übrig bleibt ein 3D-Modell der Person
 Mit z.B. 4 Fotos erhält man ein vernünftiges Modell der Person, das in einem
Computerspiel von geringer Qualität verwendet werden könnte
 Für ein bestimmtes Pixel im Bild, z. B. auf der Silhouette, müssen Sie herausfinden,
welcher 3D-Linie es entspricht
Kameramodelle
 Was geht im Inneren einer Kamera vor sich?
 Wir beschäftigen uns mit perspektivischer Projektion
 Ein Punkt, in dem alle Strahlen zusammenlaufen – Projektzentrum
 Er liegt zwischen der Bildebene und dem Objektiv

,  Jeder Strahl wird in einem Pixel des Bildes abgebildet - wir können ihn nicht
umkehren - wir kennen die Entfernung nicht
 Parallele Linien konvergieren in einem Fluchtpunkt - in der Malerei erzeugen sie eine
Illusion - fügen Tiefe hinzu
 Parallele/ orthografische Projektion
 Parallele Strahlen z.B. alle orthogonal zur Bildebene (= Sonderfälle: orthographische
Projektion). Beispiel: technische Entwürfe, Grundrisse
 Ungefähr richtig für kleine Objekte in großer Entfernung (Teleobjektiv): Strahlen sind
ungefähr parallel.
Orthographische Projektion
 Die orthografische Projektion ist eine Art der
Projektion, die in der Computergrafik und im
technischen Zeichnen verwendet wird.
 Sie berücksichtigt weder Perspektive noch
Tiefenwahrnehmung.
 Die Objekte werden mit parallelen
Projektionsstrahlen auf eine Ebene projiziert.
 Bei dieser Projektionsmethode bleiben die Größen und Winkel zwischen den Objekten
erhalten.
 Sie wird häufig in technischen Zeichnungen, Architekturplänen, Schaltplänen und
Computersimulationen verwendet.
 Ermöglicht eine präzise Darstellung von Objektgrößen und -formen ohne Verzerrung.
 Vorteile: Die Entfernung spielt keine Rolle - die Dinge werden nicht kleiner, wenn sie
weiter weg sind, die Skalierung zwischen Bild und Objekt ist immer konstant - man erhält
einen 1:1-Grundriss (technische Ebenen)
 Strahl zwischen Objekt und Bild hat einen 90 Grad Winkel
Lochkamera




 f: Proportionalitätsfaktor zwischen Objektgröße und Bildgröße. Bessere Bezeichnung:
Bildweite.
 Keine Brennweite im eigentlichen Sinn, da bei Lochkamera ein Scharfstellen wie bei
einem Linsenobjektiv nicht erforderlich ist. Für jedes f ist das Bild gleich scharf.
 Die Lochkamera ist ein einfaches Abbildungsgerät.