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  Rechnersehen mit Anwendungen in der Augmented Reality sowie beim bildbasierten Rendering 1 (vhblme1)

Dozent/in
Prof. Dr.-Ing. Elmar Nöth

Angaben
Vorlesung
2 SWS, benoteter Schein, Sprache Deutsch
Zeit und Ort: n.V.

Voraussetzungen / Organisatorisches
Die Vorlesung ist der erste Teil einer Online-Lehrveranstaltung. "Online" bedeutet es gibt keine Präsenzveranstaltungen. Lediglich für die Prüfung ist das persönliche Erscheinen notwendig. Die Vermittlung der Lehrinhalte findet über das Internet statt.Im Einzelnen stehen zur Verfügung:
  • ein PDF-Skript in Form eines ausführlichen Lehrbuchs

  • PDF-Folien mit den wichtigsten Inhalten (ähnlich zu Folien wie sie in konventionellen Vorlesungen eingesetzt werden könnten)

  • die Folien sind mit Audio-Dateien verknüpft, wodurch weitere Informationen mitgeteilt werden

  • dazu Übungs- und Verständnisaufgaben

  • interaktive Programme zur Visualisierung von Sachverhalten aus dem Skript in einer virtuellen Experimentierumgebung

Die Unterlagen sind so konzipiert, dass jeder als Einzelner sich die Inhalte selbst aneignen kann. Dabei können sich aber auch (virtuelle) Lerngruppen bilden. Für die Kommunikation bei Fragen fachlicher oder technischer Art werden folgende Möglichkeiten angeboten:

  • Emails

  • Webforum

  • notfalls auch telefonisch

Vorkenntnisse:

  • lineare Algebra

  • Grundlagen aus dem Bereich Bildverarbeitung sind hilfreich, aber nicht notwendig

    Organisatoriche Voraussetzung: Voraussetzung für die Teilnahme dieses Kurses ist die Anmeldung zu diesem Kurs über die virtuelle Hochschule Bayern (http://www.vhb.org ). Dazu muss man an der vhb immatrikuliert sein. Die Immatrikulation steht allen Studenten bayerischer Hochschulen offen und ist kostenlos. Gerne sind wir dabei unseren Kursteilnehmern behilflich.

Inhalt
Ziel des Kurses ist es, den Studenten den Bereich des Rechnersehens (insbesondere 3-D Rekonstruktion) näher zu bringen, wobei vor allem auch auf die Anwendung in praktischen Problemstellungen eingegangen werden soll. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Augmented Reality und dem bildbasierten Rendering.
Kapitel 1 - Grundlagen: Punktmerkmale, Singulärwertzerlegung
  • Detektion und Verfolgung von Punktmerkmalen in einer Bildsequenz,

  • Einführung der Singulärwertzerlegung als ein wichtiges numerisches Verfahren zur Lösung von Problemen aus dem Rechnersehen.

Kapitel 2 - Kameramodelle und -kalibrierung

  • Projektionsmodelle von Kameras,

  • intrinsische und extrinsische Kameraparameter sowie deren Kalibrierung mit Hilfe eines Kalibriermusters,

  • Repräsentation von Rotationen im 3-D.

Kapitel 3 - Stereokamerasysteme, Epipolargeometrie

  • Aufbau eines einfachen Stereokamerasystems, Lösung des Korrespondenzproblems,

  • Epipolargeometrie: Beschreibung des generalisierten Stereosystems, Einführung von Kernmatrix und Fundamentalmatrix,

  • Berechnung der Fundamentalmatrix mit Hilfe des 8-Punkte Algorithmus,

  • Berechnung der Kameraparameter aus der Fundamentalmatrix,

  • Berechnung von Tiefenwerten aus Stereobildern.

Kapitel 4 - Ausreißereliminierung mit RANSAC, Aufnahmegeometrie bei 3 Bildern

  • Detektion von Ausreißern in den verwendeten Punktkorrespondenzen und stabile Schätzung der Fundamentalmatrix bei verrauschten Daten mit RANSAC, einem Verfahren, das nicht nur auf dieses Anwendungsgebiet beschränkt ist,

  • Einführung des Trifocal Tensors zur Beschreibung der Aufnahmegeometrie von 3 Bildern.

Zusätzliche Informationen

Verwendung in folgenden UnivIS-Modulen
Startsemester SS 2019:
Rechnersehen mit Anwendungen in der Augmented Reality sowie beim bildbasierten Rendering 1 (vhblme1)

Institution: Lehrstuhl für Informatik 5 (Mustererkennung)
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