مقدمه ای بر optical flow
در این بلاگ من فقط به بررسی برخی از روشهای optic flow میپردازم و همه روشهای این زمینه محدود به این چندتایی که اینجا هست نمیشه .روشهایی که بررسی روشون انجام میشه روشهای دیفرانسیلی در optic flow هستند.در ضمن این نکته رو خاطر نشان بشم که این موضوع در درس machin vision درسطح مقطع کارشناسی ارشد کامپیوتر ارائه میشه و تا الان که من lecture های حدود 12 تا دانشگاه رو بررسی کردم ، به همه روشهای موجود در این زمینه پرداخته نمیشه، برای مثال در چندایی روش لوکاس رو گفتند ولی این به این مفهوم نیست که کسی که این درس رو میگذرونه درکی از روشها نداره !!
به پوشش دادن ساختار سه بعدی با استفاده از مجموعه دو بعدی عکس در زمینه ای از بینایی ماشین optic flow میگن .یکی از راههای جمع آوری مجموعه عکس ، انباشتگی زمانی اطلاعات از طریق یک مشاهده گر (به اصطلاح خودمونی ) مثه دوربین و ...ارتباط اطلاعاتی که بین عکس ها یا فریمهایی که یک دوربین فراهم میکنه بسیار ارزشمند هستند.
این اطلاعات در شکل تغییرات spatio-temporal هستند .جمعآوری اطلاعاتی نظیر این تغییرات سرعت برای حل بسیاری از مسائل shape-from-motion, time-of-collision, object tracking, object-recognition , and figure-ground بسیار لازم و مفید هستند.در برخورد اول ممکنه که این مسئله چندان هم چاشی نداشته باشه ولی باید حواسمون باشه که قراره این اطلاعات بوسیله یک کامپتوتر دریافت و تجزیه و تحلیل بشن ،ثانیا در این مجموعه عکس نویز چیزه طبیعی حساب میشه ،پس باید فکری هم در این مورد داشته باشیم .
در کل دو سطح میتونیم برای مشکلاتی که در تبدیل حرکت سه بعدی به مجموعه ای از شدت روشنایی ها وجود داره وجود داره
1. در سطح اول که مربوط به چشم و شبکیه چشم در مورد این پوشش 3 بعدی به 2 بعدی هستیم
2. ما درگیر ایجاد سیستمی هستیم که بتونیم این پوشش رو به طور واحد و پایدار انجام بدیم
در چنین شرایطی ما تنها این امکان رو داریم که در مورد عناصر، بردار عمود بر حرکت رو حل کنیم (پیدا کنیم) و به این مسئله aperture problem گوییم .پس تحت شرایطی میتونیم مسئله دوم را کمی بهبود یا به عبارت دیگه حل کنیم، برای درک بهتر aperture problem من از چند اسلاید آموزشی دانشگاه MIT کمک گرفتم :
دقت کنید که در طی حرکتی که خط نشان داده شده در شکل a داریم و به شکل b میرسیم ما با چندتا بردار این حرکت رو میتونیم توصیف کنیم ، و حالت خاصی که ما میایم و تمامی حل ها و فرمولهای اساسی خودمون رو بر اساس اون بدست میآریم از بردار توصیف گر عمود بر خط اصلی است.با استفاده از این فرض ما فرمول اساسی optic flow رو محاسبه میکنیم ، که محاسبات از قرار زیرند :
اگه در یک جابجایی کوچیک در نظر داشته باشیم در این صورت میتوانیم بنویسیم :( Iتابع شدت روشنایی است)
بر اساس ثابت بودن شدت روشنایی در زمان معادلات زیر را میتوانیم بنویسیم :
و این استفاده از فرض مهمی که در کل زمینه optic flow حیاتی است و آنهم brightness constancy (پایداری شدت روشنایی) و بیان میدارد که : 0=( dI/dt)
نکته : عبارت پایداری شدت روشنایی بیان میدارد که شدت روشنایی در اثر حرکت پیکسل تغییری نمیکندو ثابت میماند
تا انجا ما در مورد یک محدودیت optic flow بحث کردیم و اون هم brightness constancy بود و خیلی خوب شد که در استفاده اون رو تجربه کردیم .در ادامه به معرفی یکسری از محدودیتهای مهم دیگر میپردازیم :
1.brightness constancy (پایداری شدت روشنایی): که در بالا با اون برخورد کردیم ولی در اینجا مفهوم ریاضی آنرا بررسی می کنیم ، در ضمن I همان E ایه موجود در مثال بالا است و یه موقع فک نکنید که دو تا چیز جدا هستند!!!!!!!!!!!!!
اندازه گیری brightness عکس در یک ناحیه کوچک ثابت است ، اگر چه مکان آن ناحیه تغییر کند
2.وابستگی فضایی(spatial coherence)
* نقاط در همسایگی در یک صحنه عموما متعلق به یک سطح هستند و بنابراین عموما دارای حرکت مشابهند
* چونکه نقاط در نزدیکی هم نمایش داده میشوند ما نوعی وابستگی فضایی در شاره عکس(optic flow) انتظار داریم
3.ماندگاری زمانی(temporal persistence)
حرکت عکس وصله سطح به تدریج زمان تغییر میکند
مرجع : LITERATURE REVIEW on OPTICAL FLOW
سلاید های آموزشی دانشگاه MIT
و مقاله آقای Barron
در ضمن اسم کامل مقاله آقای barron :
Performance of Optical Flow Techniques
J.L.Barron , D.J.Fleet and S.S.Beauchemin
No comments:
Post a Comment