Rekonstrukce 3D tvarů ve fotometrickém stereu

Karel Chládek

Bachelor's thesis

3D shape reconstruction using photometric stereo

Anotácia:

Rekonstrukce trojrozměrného (3D) tvaru z obrazu, nebo množiny obrazů, je důležitá v mnoha aplikacích počítačového vidění. Fotometrické stereo je technika počítačového vidění, nabízející způsob jak zrekonstruovat malé detaily pozorovaného 3D povrchu. V této práci popíšeme teoretické koncepty spojené s fotometrickým stereem, jako jsou například světelné zdroje, modely kamery a stínovací modely. Dále ukážeme pět přístupů k řešení problému fotometrického sterea. Také představíme nové datasety pro fotometrické stereo. Na těchto datasetech otestujeme čtyři metody fotometrického sterea a ukážeme, že s použitím jednoduššího stínovacího modelu a předzpracováním dat můžeme získat lepší zrekonstruovaný tvar než při použití více sofistikovaných stínovacích modelů.

Abstract:

Three dimensional (3D) shape reconstruction from an image or a set of images is important for many computer vision applications. Photometric stereo is a computer vision technique, offering a way to reconstruct small details on observed 3D surfaces. In this thesis, we describe theoretical concepts related to the photometric stereo, such as light sources, camera models and shading models. Further, we show five approaches to solve the photometric stereo problem. We also introduce new photometric stereo data sets, test four methods of photometric stereo on these data sets and we show that by using a simpler shading model with data preprocessing we can obtain better reconstructed shape than by using more sophisticated shading models.

Keywords

Photometric stereo, 3D shape reconstruction, inverse rendering, nor- mal maps

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 12. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 12. 2. 2020
• Vedúci: doc. RNDr. Petr Matula, Ph.D.
• Oponent: RNDr. Martin Maška, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Bachelor programme / odbor:
Informatics / Computer Graphics and Image Processing