Automated outdoor depth-map generation and alignment

Název česky

Automatická syntéza a registrace hloubkové mapy pro fotografie přírody

Typ

článek v časopise

Jazyk

angličtina

Autoři

Čadík Martin, doc. Ing., Ph.D. (UPGM FIT VUT)
Sýkora Daniel (ČVUT)
Lee Sungkil, Ph.D. (SKKU)

URL

http://cphoto.fit.vutbr.cz/depth/

Klíčová slova

vylepšení obrazu
syntetická hloubková mapa
3D model terénu
elastická registrace
registrace obrazu
syntetická kamera

Abstrakt

Při vylepšování a editaci obrazu je velkou výhodou, pokud je k dispozici informace o hloubce. Přímý odhad hloubkové mapy je však velmi náročný, zejména ve venkovních prostředích, kde jsou vzdálenosti zachycených objektů značné. V této práci navrhujeme novou plně automatickou metodu pro syntézu hloubkové mapy obrazu pomocí modelu terénu a ukazujeme nové aplikace získané hloubkové mapy. Případné nedostatky v zarovnání obrazu s modelem terénu řešíme pomocí nové elastické registrační techniky. Nejprve zarovnáme syntetické hrany z hloubkové mapy s hranami ve fotografii pomocí "as-rigid-as-possible" registrace a získané zarovnání dále zpřesňujeme pomocí maskování založeného na těsné "trimapě". Výsledné syntetické hloubkové mapy jsou přesné a na rozdíl od předchozích prací udávají absolutní vzdálenost kalibrovanou v metrech. Výhody takových hloubkových map demonstrujeme v úlohách vylepšení obrazu, jako např. přeostřování, simulace hloubky ostrosti, odstranění atmosférického oparu, nebo řízené syntéze textur.

Anotace

Při vylepšování a editaci obrazu je velkou výhodou, pokud je k dispozici informace o hloubce. Přímý odhad hloubkové mapy je však velmi náročný, zejména ve venkovních prostředích, kde jsou vzdálenosti zachycených objektů značné. V této práci navrhujeme novou plně automatickou metodu pro syntézu hloubkové mapy obrazu pomocí modelu terénu a ukazujeme nové aplikace získané hloubkové mapy. Případné nedostatky v zarovnání obrazu s modelem terénu řešíme pomocí nové elastické registrační techniky. Nejprve zarovnáme syntetické hrany z hloubkové mapy s hranami ve fotografii pomocí "as-rigid-as-possible" registrace a získané zarovnání dále zpřesňujeme pomocí maskování založeného na těsné "trimapě". Výsledné syntetické hloubkové mapy jsou přesné a na rozdíl od předchozích prací udávají absolutní vzdálenost kalibrovanou v metrech. Výhody takových hloubkových map demonstrujeme v úlohách vylepšení obrazu, jako např. přeostřování, simulace hloubky ostrosti, odstranění atmosférického oparu, nebo řízené syntéze textur.

Publikovaná metoda umožňuje zarovnání a následnou editaci outdoorových fotografií pomocí syntetických hloubkových map, což dosud nebylo možné. Předpokládáme, že díky tomu nalezne uplatnění nejen v aplikacích virtuální a rozšířené reality, ale i v programech pro úpravu a editaci fotografí.

Tato publikace byla prezentována v impaktovaném časopise Computers & Graphics (2018) a je dostupná zde: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0097849318300608
Doprovodné materiály a video shrnující tuto publikaci jsou dostupné na webové stránce projektu: http://cphoto.fit.vutbr.cz/depth/

Rok

2018

Strany

109-118

Časopis

Computers and Graphics, roč. 74, č. 3, ISSN 0097-8493

Vydavatel

Elsevier Science

DOI

10.1016/j.cag.2018.05.001

UT WoS

000442975000014

EID Scopus

2-s2.0-85047532895

BibTeX

@ARTICLE{FITPUB11745,
   author = "Martin \v{C}ad\'{i}k and Daniel S\'{y}kora and Sungkil Lee",
   title = "Automated outdoor depth-map generation and alignment",
   pages = "109--118",
   journal = "Computers and Graphics",
   volume = 74,
   number = 3,
   year = 2018,
   ISSN = "0097-8493",
   doi = "10.1016/j.cag.2018.05.001",
   language = "english",
   url = "https://www.fit.vut.cz/research/publication/11745"
}