objektbewegungsdetektion in bildfolgen ralph stricker betreut von prof. dr. link
TRANSCRIPT
Objektbewegungsdetektion in Bildfolgen
Ralph Stricker
Betreut von Prof. Dr. Link
Inhalt Motivation und Anwendungsgebiete Was macht die Objektdetektion Verschiebungsvektoren Korrespondenzverfahren Korrelationsverfahren Differentielle Verfahren Filterverfahren
Motivation Natur als Vorbild Bewegung als starkes Merkmal Besseres Erkennen von
Objekten Erfassen von Dynamik Verfolgen von Objekten
Anwendungsgebiete
Bildfolgenauswertung
Robotik
Überwachungs-aufgaben
MeteorologieMedizin
autonome Fahrzeuge
Sport
Multimedia-Anwendungen
Bildkodierung
...
Was macht die Objektdetektion?
1. Erkennen der Bewegung von Grauwertstrukturen
2. Schätzen von Verschiebungsvektoren VV
3. Ermitteln von Verschiebungsvektorfeldern VVF
4. Ballung von Verschiebungsvektoren in den Verschiebungsvektorfeldern zu Objekten
Verschiebungsvektoren Vektoren die die Verschiebungen von Grauwertmustern und
Merkmalen beschreiben. Anzahl der Verschiebungsvektoren VV abhängig vom Verfahren
Bild (t) Bild (t + n)
Verschiebungsvektoren - Probleme
Blendenproblem Zurückzuführen auf die
Lokalität des Operators VV an Kante nicht ohne
Mehrdeutigkeit ermittelbar, nur an einer Ecke lösbar.
Korrespondenzproblem Keine eindeutige Zuordnung von
gleichen Objekten in zwei aufeinanderfolgenden Bildern möglich
Korrespondenzverfahren Extraktion ausgewählter Bildstrukturen Bildstrukturen werden in zeitlich aufeinander folgenden
Aufnahmen einander zugeordnet. -> Zweistufige Verfahren
1. Merkmalsextraktion 2. Suchen der besten Korrespondenz
Korrespondenzverfahren(2)Monotonie-OperatorMonotonie-Operator Klassifiziert Pixel Zusammenhängende Bildbereiche gleicher Klassenzugehörigkeit
bilden die sogenannten Flecken. Größe und Schwerpunkt als beschreibende Attribute eines Flecken Vorteile: Unabhängig von den absoluten Grauwerten und den
Kontrasten im Bild
Korrelationsverfahren Basieren direkt auf Grauwertbildern Blockweißes Vergleichen zweier Bilder aus einer Sequenz Zum Vergleichen der Blöcke wird ein Ähnlichkeitsmaß
verwendet(Kreuzkorrelation, City-Block-Distanz).
Verschiedene Strategien beim Vergleichen der Blöcke
BlockmatchingBlockmatching Eingesetzt bei MPEG-Encodern mit
Blockgröße von 16 x 16 Pixeln, suche jedoch nur in einem kleinen Bereich um den Makroblock.
Differentielle Verfahren Differentialgeometrische
Methode die berechnet wie sich der Grauwertverlauf verschoben hat.
Basieren auf der Kontinuität des optischen Flusses.
Optischer Fluss wurde in Analogie zur Strömungsphysik geprägt. Es strömen Pixel mit Grauwerten über die Bildebene.
Differentielle Verfahren(2) Zusammenhang zwischen Bewegung und der zeitlichen
Änderung des Grauwertes im eindimensionalen Fall.
dxdgdtdg
dtdx Eindimensionale
Geschwindigkeit
||/ gdtdg
u Zweidimensionale Geschwindigkeit
Filterverfahren Bildfolgenauswertung von mehr als
zwei Bildern Ein 3D-Raum wird durch
hintereinander legen von Bildern einer Sequenz erzeugt. (zwei Ortskoordinaten, eine Zeitkoordinate)
Geschwindigkeitsfilter: Selektieren Objekte, die sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegen.
1D-Bewegungsbestimmung: Orientiert sich an den differentiellen Verfahren, erweitert diese jedoch.
Beispiel und Fragen
Korrespondenzverfahren(2)
KantenverschiebungsverfahrenKantenverschiebungsverfahren Operator wird zur Kantenextraktion eingesetzt Faltung des Bilder mit Faltungskern im Bildbereich Beschreibung der Kanten mittels
Länge u. Ausrichtung Kettencode Fourierdeskriptoren.
Ermittlung der korrespondierenden Kanten zwischen zwei Bildern und Schätzen der VV.
Laplace-Operator
Zusammenfassung Warum Objektbewegungsdetektion Wo kann diese Technik eingesetzt werden Die Prinzipien der Bewegungsdetektion Welche Verfahrenstypen gibt es und wie
arbeiten sie!