Bilgisayarla Görüye Giriş

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Bilgisayarla Görüye Giriş"

Özgür Akbulut
9 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Bilgisayarla Görüye Giriş Ders 2 Görüntü Oluşumu Alp Ertürk [email protected]

2 Sadece bir nesnenin önüne fotoğraf filmi koyarak mantıklı bir görüntü elde edebilir miyiz? Slide by Steve Seitz

3 İğne deliği (pinhole) kamera Slide by Steve Seitz

4 İğne deliği (pinhole) kamera

5 İğne deliği (pinhole) kamera VİDEO: Pinhole camera

6 İğne deliği (pinhole) kamera modeli Uzak nesneler daha küçük görülür.

7 İğne deliği (pinhole) kamera modeli Paralel hatlar kaybolma noktasında birleşir.

8 İğne deliği (pinhole) kamera modeli f y z x

9 İğne deliği (pinhole) kamera modeli x y z f P = (x,y,z) noktasından O noktasına ışın için görüntü düzlemi ile kesişim, benzer üçgenler kullanılarak: ),, ( ),, ( f z y f z x f z y x ), ( ),, ( z y f z x f z y x

10 x ( x, y, z) ( f, f z Bu doğrusal bir dönüşüm mü? Hayır: z ye bölme işlemi doğrusal değil Çözüm: y z ) Homojen görüntü koordinatları Homojen sahne koordinatları Homojen koordinatlar üzerinden dönüşüm: Slide by Steve Seitz

11 Perpektif İzdüşüm Matrisi: f z y x z y x f / 1 0 1/ ), ( z y f z x f

12 İğne deliği (pinhole) kamera modeli İğne deliği kamera modeli perspektif izdüşüm (perspective projection) olarak da adlandırılmaktadır. Model yakınsamaları: Affin: Sahne noktaları düzlemsel ise Zayıf-perspektif: Sahne bir düzlem ile yakınsanır ve nesnelerin kameradan çok uzakta olduğu varsayılır Ortografik: Sahne bir düzlem ile yakınsanır, nesnelerin kameradan çok uzakta olduğu ve kamera uzaklığının sabit olduğu varsayılır

13 Affin İzdüşüm Sahnedeki tüm noktalar bir düzlemde ise

14 Zayıf-perspektif İzdüşüm Sahnedeki tüm noktaların bir düzlemde olduğu varsayımı yapılırsa Not: Bu varsayım, sahnedeki derinlik aralığı, kameradan ortalama uzaklığa göre daha küçük olduğunda geçerlidir.

15 Ortografik İzdüşüm Sahne derinlik aralığı ortalama derinliğe göre küçük, kamera mesafesi ise sabitse => m = 1

17 Ev yapımı iğne-deliği kamera Slide by A. Efros

18 Kamera açıklığını küçültmek: Neden açıklığı olabildiğince küçük yapmayalım? Daha az ışık geçer Kırılma etkileri artar Slide by Steve Seitz

20 VİDEO: Lens

21 Lens eklemek: İğne deliği modelinin eksikliklerini gidermek için İdeal lens: İğne deliği ile aynı izdüşüm ama daha çok ışık toplar

22 Lens eklemek: focal point f Lens, ışığı filmin üstünde toplar Merkezden geçen ışınlar yön değiştirmez Tüm paralel ışınlar odak uzaklığındaki bir düzlemde tek noktada toplanır.

23 Lens eklemek: circle of confusion Lens, ışığı filmin üstünde toplar Nesnelerin odaklı olduğu belirli bir uzaklık vardır Diğer nesnelerin izdüşümü görüntüde bir belirsizlik çemberi nde yer alır.

24 i o P P f Gaussian İnce Lens Formülü: 1 i 1 o 1 f f lensin odak uzaklığı lensin ışık kırma yeteneğini belirler

25 D f D Frédo Durand s slide

26 y /y = D /D y D f D y Frédo Durand s slide

27 y /y = D /D y D f D y /y = (D -f)/f y Frédo Durand s slide

28 İnce lens formülü: = Denklemi sağlayan her nokta odaktadır D D f D f D Frédo Durand s slide

29 Alan derinliği Öznenin kabul edilebilir keskinlikte olduğu uzaklık aralığıdır.

30 Alan derinliğini değiştirmek: Daha küçük bir açıklık nesnelerin yaklaşık olarak odakta olduğu aralığı arttırır Ancak küçük açıklıklar ışık miktarını azaltır

31 Büyük açıklık = Küçük DOF Küçük açıklık = Büyük DOF

32 Görüş alanı / odak uzaklığı Büyük FOV, küçük f Kamera araca yakın Küçük FOV, büyük f Kamera araca uzak Sources: A. Efros, F. Durand

33 Görüş alanı Slide by A. Efros

34 Görüş alanı Slide by A. Efros

35 Görüş alanı f f Görüş alanı odak uzaklığı ve kamera retinası boyutuna bağlıdır. Daha büyük odak uzaklığı daha küçük görüş alanına neden olur.

36 Lens bozunumları: Vignetting L3 L2 L1 B A Sahne noktası A için, sahne noktası B ye göre, L3 lensinden daha çok ışık geçer

37 Lens bozunumları: Vignetting photo by Robert Johnes

38 Lens bozunumları: Chromatic Aberration Lensin farklı dalgaboyları için farklı kırılma indisleri olması Lens merkezine yakın Lens merkezinden uzak

39 Lens bozunumları: Spheric Aberration

40 Lens bozunumları: Açısal bozunum Bozunumsuz Pin cushion Barrel

41 Lens bozunumları: Açısal bozunum Düzeltme öncesi Düzeltme sonrası

tip Charge Coupled Device (CCD) Complementary

42 Dijital kamera Film yerine sensör dizisi Dizideki her hücre ışığa karşı hassas bir diode İki yaygın tip Charge Coupled Device (CCD) Complementary metal oxide semiconductor (CMOS) Slide by Steve Seitz

43 CCD vs. CMOS CCD: Akımı çip üstünde taşır ve dizinin bir köşesinde okur. Bir analogdijital dönüştürücü piksel değerini dijital bir değere dönüştürür. CMOS: Her pikselde birden çok transistor kullanarak akımı kuvvetlendirir ve daha geleneksel kablolar ile taşır. İşaret dijital olduğu için analog-dijital dönüştürücü gerekli değildir.

44 CCD vs. CMOS CCD (charge coupled device) Higher dynamic range High uniformity Lower noise CMOS (complementary metal Oxide semiconductor) Lower voltage Higher speed Lower system complexity

Benzer belgeler

Bilgisayarla Görüye Giriş

Bilgisayarla Görüye Giriş Ders 9 Stereo Görüntüleme Alp Ertürk [email protected] Tek Kamera Geometrisi??? x Tek Kamera Geometrisi Tek Kamera Geometrisi İğne Deliği Kamera Modeli ) /, / ( ),, (