دانلود مقاله بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی

دانلود مقاله بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی
فرمت فایل دانلودی: .rarفرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 134
حجم فایل: 2143
قیمت: 20000 تومان
بخشی از متن:
دانلود مقاله بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی
نوع فایل: word
فرمت فایل: doc
قابل ویرایش
تعداد صفحات : 134 صفحه
قسمتی از متن :
چکیده :
هدف از این پروژه استخراج پروفایل سه بعدی اجسام به استفاده از روش نور ساختار یافته ااست.
با توجه به بررسی های انجام شده نور ساختار یافته دارای مزایای ویژه ای می باشد . برای مثال سیستمهای مبتنی بر اُپتیک معمولا دارای هزینه پایین تری هستند . همچنین سیستم های بینایی استرﻳو ( شامل دو دوربین ) یا استریو فتو گرامتری برای سنجش برد کوتاه دارای کاربردهای زیادی می باشد . اما این سیستم در اندازه گیری فواصل کوتاه دارای نواقص و مشکلات مربوط به خود است . این مطلب باعث شده روشهای نور ساختار یافته در فواصل کوتاه بیشتر مورد توجه قرار گیرد . وجود کدینگ در نور ساختار یافته و کاربرد آن در تناظر یابی باعث بالاتر رفتن ضریب اطمینان می شود . برای راه اندازی این سیستم نیاز به یک پروژکتور LCD و یک دوربین تصویر برداری است که با توجه به الگو از آن می توان برای بازسازی اجسام متحرک نیز استفاده کرد . در این میان نقش اساسی را الگوریتم و نرم افزار نوشته شده برای پردازش ها و اندازه گیریها برعهده دارد . مراحل کاری این سیستم در فلوچارت به صورت کلی آورده شده است .
این سیستم دارای کاربردهای فراوانی در استخراج مدل سه بعدی اجسامی از قبیل آثار هنری ، ایجاد مدل کامپیوتری از عروسکها و مجسمه ها در کاربردهای انیمیشن سازی دارد . همچنین دارای کاربردهای قابل تطبیق، در سیستم های پزشکی و برخی مسائل صنعتی مانند مهندسی معکوس نیز می باشد .
عنوان صفحه
چکیده . . . . . . . . . . . . . 2
فصل اول : تئوری نور ساختار یافته و کاربردهای بینایی سه بعدی
1-1- مقدمه . . . . . . . . . . . 17
1-2-1- روش استریوفتوگرامتری . . . . . . . . . 18
1-3- روشهای فعال بینایی سه بعدی . . . . . . . . . . . 19
1-3-1- بکار گیری سنسور تماسی دربینایی سه بعدی . . . . . . . . . . . . 21
1-3-2- بکار گیری سنسور غیر تماسی دربینایی سه بعدی . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1-3-2-1- روش ارسال امواج . . . . . . . . . . . . 22
1-3-2-2- روش های انعکاسی. . . . . . . . . . . . . . 23
1-3-2-2-1- رهیافتهای غیر اپتیکی در روشهای انعکاسی . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1-3-2-2-2- رهیافتهای اپتیکی در روشهای انعکاسی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1-3-2-2-2-1 رادار تصویر برداری. . . . . . . . . . . 24
1-3-2-2-2-2- روشهای اینترفرومتریک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1-3-2-2-2-3- استخراج عمق از طریق تمرکز بر روش فعال . . . . . . . . . . . . . . 27
1-3-2-2-2-4- استریوی فعال . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1-3-2-2-2-5- راستراستریوفتوگرامتری . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1-3-2-2-2-6- سیستم مجتمع تصویر برداری . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1-3-2-2-2-7- تکنیک نور ساختار یافته . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1-4- مقایسه روشها وتکنیکها و کاربردهای آنها . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1-5- نتیجه گیری . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
عنوان صفحه
فصل دوم : روشهای مختلف کدینگ الگو
2-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 37
2-2- روشهای طبقه بندی کدینگ الگوهای نوری . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2-2-1- الگوهای نوری از دیدگاه درجات رنگی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2-2-2- الگوهای نوری از دیدگاه منطق کدینگ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2-2-2-1- روشهای مبتنی بر الگوهای چند زمانه (کدینگ زمانی) . . . . . . . . . . 42
2-2-2-1-1- کدینگهای باینری. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2-2-2-1-2- کدینگ با استفاده از مفهوم n-ary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2-2-2-1-3- کدینگ با استفاده از مفهوم انتقال مکانی. . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2-2-2-1-4- کدینگ با استفاده از همسایگی. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2-2-2-2- روشهای مبتنی بر همسایگیهای مکانی(کدینگ مکانی) . . . . . . . . . 48
2-2-2-2-1- کدینگهای غیر متعارف (ابتکاری) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2-2-2-2-2- کدینگ بر اساس دنباله De_Bruijn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2-2-2-2-3- کدینگ بر اساس منطق M-Arrays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2-2-2-3- کدینگ مستقیم . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2-3- نتیجه گیری. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
عنوان صفحه
فصل سوم :پیاده سازی کدینگ و پردازش تصویر
3-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3-2- تولید کلمه های رمز با استفاده از دنباله De_Bruijn. . . . . . . . . . . . . . . . 59
3-3- تابش الگو و عکسبرداری. . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3-4- پردازش تصویر . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3-4-1- دوسطحی سازی . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3-4-2- تشخیص لبه ها و اسکلت بندی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3-4-3- نازک سازی . . . . . . . . . . . . . . 74
3-4-4 نقاط تقاطع . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3-4-5- شناسایی خطوط . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3-5- نتیجه گیری . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
عنوان صفحه
فصل چهارم :
شناسایی رنگ و حل مسئله تطابق و بازسازی سه بعدی
4-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4-2- شبکه عصبی و شناسایی رنگ. . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4-2-1- مسئله تغییر رنگ . . . . . . . . . . . . . 87
4-3- طراحی شبکه عصبی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4-4- مسئله تطابق . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4-5- بازسازی سه بعدی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
4-6- بررسی خطاهای موجود. . . . . . . . . . . . . . 103
4-6-1- تغییر رنگ و خروجی غیر قطعی شبکه. . . . . . . . . . . . . . . . 103
4-6-2- ناپیوستگی های تصویر رنگی. . . . . . . . . . . . . . . 103
4-6-3-خطای همپوشانی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4-7- نتیجه گیری . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
عنوان صفحه
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1 مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5-2- انتخاب روش و پیاده سازی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5-3- پیشنهادات . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
پیوست الف : نرم افزار تهیه شده . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
پیوست ب : مثلث بندی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
مراجع . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
مراجع انگلیسی :
7) Jordi Pag`es, Joaquim Salvi and Josep Forest,A new optimised De Bruijn coding strategy for structured light patterns, IEEE,2005.
8) Asla M. S´a, Paulo Cezar P. Carvalho, Luiz Velho, (b, s)-BCSL : Structured Light Color Boundary Coding for 3D Photography, VMV Erlangen, Germany, November 20–22, 2002.
9) Olaf Hall-Holt Szymon Rusinkiewicz, Stripe Boundary Codes for Real-Time Structured-Light Range Scanning of moving Objects, Stanford University,2000.
10) Filip Sadlo, Tim Weyrich, Ronald Peikert, Markus Gross,"A Practical Structured Light Acquisition System for Point-Based Geometry and Texture", Eurographics Symposium on Point-Based Graphics 2005.
11) Sergey Weinstein , 3-D Stereoscopic Reconstruction using Structured Light , Year 2002.
12) Abbas M. Ali, S.D.Gore and Musaab AL-Sarierah, The Use of Neural Network to Recognize the Parts of the Computer Motherboard,
Journal of Computer Sciences, 2005.
13) Mário L. L. Reiss, Antonio M. G. Tommaselli, Christiane N. C. Kokubum, A Low Cost Structured Light System ,Year 2003.
14) Robert J.Schalkoff , "Digital Image Processing & Computer Vision " , John wiley & Sons Inc, 1989 , pp. 37-38.
15) A. Busboon and R.J.Scalkoff , " Direct surface parameter estimation using structured light : A predicator based approach ", Image and Vision Computing ,vol 14 ,no.5 , pp 311-321 ,1996.
16) Scott Jantz and Keith L Doty," TJPRO-AVR: A Wireless Enabled Mobile Robot for Vision Research", Florida Conference on Recent Advances in Robotics , May 25-26, Florida International University , 2006.
17) S.M. Dunn , R. L. Keizer and J. Yu , " Measuring the area and volume of the human body with structured light " , IEEE Transactions on system , Man .,cybernetics, vol . 19, no. 6, pp 1350-1364, 1989 .
18) H.Jun, P. DeCosta and M Dunn , " Body surface area measurement with structured light " , IEEE , pp. 95-96 ,1991 .
19) J. Le Moigne and A.M . Waxman , " Projected light grids for short range navigation of autonomous robots " , Proceedings of 7th International conference on Ppattern Recognition ,pp 203-206,1984.
20) R. A. Jarvis , " A laser time-of-flight scanner for robot vision " , IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Inteligence , vol. PAMI-5 , no .5 ,pp. 505-512,1983.
21) M. Keefe and D. R. Riley, "Capturing facial surface information .", Photogrammetric engineering and Remote Sensing , vol. 52 , no. 9, pp. 1539-1548, 1986 .
22) Jordi Pag`es, Joaquim Salvi and Joan Battle,"Pattern Classification strategies in structured light systems",2004, universitat de Giorna –spain ,E-17071 Giorna Spain .
23) J.L.Posdmer, M.D. Altschuler, "Surface measurement by space-encoded projected beam systems ", Computer Graphics and Image Processing, 18(1) (1982) 1-17.
24) K. Sato, "Range imaging based on moving pattern light and spatio-temporal matched filter", in: IEEE International, Conference on Image Processing, Vol. 1, 1996, pp. 33–36.
25) O. Hall-Holt, S. Rusinkiewicz, "Stripe boundary codes for real-time structured-light range scanning of moving objects",in: The 8th IEEE International Conference on Computer Vision, 2001, pp. II: 359–366.
26) G. Wiora, High resolution measurement of phase-shift amplitude and numeric object phase calculation, in: Proceedings Vision Geometry IX, Vol. 4117, SPIE, Bellingham, Washington, USA, 2000, pp. 289–299.
27) M. Maruyama, S. Abe, Range sensing by projecting multiple slits with random cuts, Pattern Analysis and Machine Intelligence 15 (6) (1993) 647–651.
28) N. G. Durdle, J. Thayyoor, V. J. Raso, An improved structured light technique for surface reconstruction of the human trunk, in: IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, Vol. 2, 1998, pp. 874–877.
29) K. L. Boyer, A. C. Kak, Color-encoded structured light for rapid active ranging, IEEE Transactions on Pattern Analysisand Machine Intelligence 9 (1) (1987) 14–28.
30) H. Hügli, G. Maïtre, Generation and use of color pseudo random sequences for coding structured light in active ranging, in: Proceedings of Industrial Inspection, Vol. 1010, 1989, pp. 75–82.
31) P. Vuylsteke, A. Oosterlinck, Range image acquisition with a single binary-encoded light pattern, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence 12 (2) (1990) 148–163.
32) R. A. Morano, C. Ozturk, R. Conn, S. Dubin, S. Zietz, J. Nissanov, Structured light using pseudorandom codes, Pattern Analysis and Machine Intelligence 20 (3) (1998) 322–327