Αλγόριθμοι ανάλυσης και επεξεργασίας αυτοστερεοσκοπικών εικόνων

Abstract

Nowadays, acquisition and display of three-dimensional (3D) images requires the use of special tracking devices or glasses. However specialized techniques provide the ability of 3D content delivery to end users without such limitations. These methods are called autostereoscopic and the resulting images are called autostereoscopic images. A promising type of autostereoscopic imaging is called Integral Imaging (InI). InI provides the ability of capturing Integral Images (InIms) that contain embedded 3D information and are additionally able to display it to the end user without the need for specialized equipment. But the existence of even slight misalignments between the optical components in the acquisition device results in geometrical aberrations in the structure of the acquired InIm. These result in total loss of thedisplayed 3D content as well as failure of all InIm analysis and processing algorithms that depend on pre-determined geometric dimensions of the acquired InIm. In this doctoral dissertation robust image processing frameworks were developedin order to successfully correct these geometrical aberrations. In detail, using computer vision methodologies, the problems of geometrical aberrations in arrays of square, hexagonal and triangular lenses were extensively studied, resulting in the development of robust InIm processing and rectification algorithms.

Οι σημερινές μέθοδοι λήψης και απεικόνισης τρισδιάστατου (3Δ) περιεχομένου απαιτούν τη χρήση συσκευών εντοπισμού ή ειδικών γυαλιών.Υπάρχουν όμως τεχνικές οι οποίες παρέχουν τη δυνατότητα προβολής 3Δπεριεχομένου στο χρήστη χωρίς τη χρήση ειδικών διατάξεων. Αυτές ονομάζονται «αυτοστερεοσκοπικές» και οι αντίστοιχες εικόνες που προκύπτουν χαρακτηρίζονται «αυτοστερεοσκοπικές εικόνες». Ένα ιδιαίτερα υποσχόμενο είδος αυτοστερεοσκοπικής 3Δ απεικόνισης ονομάζεται Ολοκληρωτική Απεικόνιση (ΟΑ). Η ΟΑ δίνει τη δυνατότητα λήψης Ολοκληρωτικών Εικόνων (ΟΕ) οι οποίες περιέχουν ενσωματωμένη την 3Δ πληροφορία και μπορούν μέσω κατάλληλων συσκευών να την μεταφέρουν στο θεατή χωρίς τη χρήση από αυτόν ειδικού εξοπλισμού. Όμως η οποιαδήποτε απώλεια ευθυγράμμισης μεταξύ των μηχανικών τμημάτων της συσκευής λήψης έχει ως αποτέλεσμα γεωμετρικές παραμορφώσεις στη δομή της ληφθείσας ΟΕ. Το αποτέλεσμα είναι η απώλεια του 3Δ περιεχομένου καθώς και η ολοκληρωτική αποτυχία των αλγορίθμων ανάλυσης οι οποίοι βασίζονται στις καθορισμένες γεωμετρικές διαστάσεις της ληφθείσας ΟΕ. Στην διδακτορική αυτή διατριβή αναπτύχθηκαν εύρωστες μέθοδοι επεξεργασίας εικόνας για την επιτυχή αντιμετώπιση των εν λόγω γεωμετρικών παραμορφώσεων. Χρησιμοποιώντας μεθόδους από το χώρο της τεχνητής όρασης μελετήθηκαν και επιλύθηκαν τα προβλήματα γεωμετρικών παραμορφώσεων ΟΕ οι οποίες προκύπτουν από συστοιχίες τετράγωνων, εξαγωνικών, τριγωνικών καθώς και κυκλικών φακών. Το αποτέλεσμα της μελέτης αυτής ήταν η δημιουργία ευέλικτων αλγορίθμων επεξεργασίας και επιδιόρθωσης ΟΕ.