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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 電機資訊學院
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dc.contributor.advisor王傑智(Chieh-Chih Wang)
dc.contributor.authorYun-Jun Shenen
dc.contributor.author沈贇珺zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-15T12:40:19Z-
dc.date.available2016-08-02
dc.date.copyright2016-08-02
dc.date.issued2015
dc.date.submitted2016-07-27
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dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/50427-
dc.description.abstract近年來,低成本的RGB-D攝像機例如微軟的Kinect,華碩的Xtion正逐漸變為主流的研究設備。然而,絕大部分這樣的設備是為室內環境使用而設計的。當這些設備移到室外環境下工作時,它們往往會出現各種不穩定的狀況,如深度測量距離變短,深度圖像破碎等。這是由於這些設備的工作機制是依賴於檢測其所投影的紅外圖像的扭曲程度。相比於室內環境,室外環境下環境光中的紅外光強度較高。較強的環境光使得RGB-D攝影機難以捕捉到投影的紅外圖像,從而導致無法計算深度信息。
在此論文中,我們討論了如何利用RGB-D攝影機自身的紅外攝影機以及彩色攝影機進行立體視覺匹配來恢復室外環境下丟失的深度信息。對紅外圖像以及彩色圖像進行立體視覺匹配來恢復室外環境下丟失的深度信息。對紅外圖像以及彩色圖像進行立體視覺匹配是一項富有挑戰的任務。由於紅外光譜和可見光譜之間的重疊較小,使得同樣的物體在不同光譜攝影機下有著不同的色彩表現。在這篇論文中,我們提出了一種基於物體材質信息的多光譜色彩轉換方法。並通過對轉換後的彩色圖像,原始紅外圖像以及原始深度圖像進行聯合視差信息恢復的方式來提升RGB-D攝影機在室外環境下的表現。為了評估所提出的方法,我們利用RGB-D攝影機採集了一組全新的影像數據庫。對我們採集的數據庫進行試驗後,結果證明此論文所提出的方法的確有效地恢復了絕大部分RGB-D攝影機所缺失的深度信息。
zh_TW
dc.description.abstractStructured-light based 3D cameras such as Microsoft's Kinect or Asus's Xtion are popular low-cost RGB-D sensors recent years. However, most of these sensors are assumed to be used in indoor environments with moderate ambient light. Once these devices are taken to outdoor scenes, the bright sunlight makes the projected pattern obscure to be seen and causes the dramatic reduction of working range. While IR pattern disappears in sunlight, the background becomes bright and clear in IR image. This brings the opportunity to use stereo algorithms on RGB and IR image to recover the unmeasured depth.
In this work, we investigate the possibility of recovering the unmeasured depth information of the structured light device via stereo matching in outdoor scenes. Densely matching RGB and IR images is a challenging task since they represent the information in two almost non-overlapped spectrums. Different from other edge-based cross spectral stereo approaches, we analyze the camera imaging model and found the hidden relation between the RGB and IR spectrum in material level. Based on this relation, we propose a material-based color conversion method to make the cross-spectral problem become a general stereo problem. In addition, we also introduce a way to utilize depth information in the stereo disparity optimization stage. To evaluate our method, an outdoor dataset is collected via Xtion. The experiment results show that the proposed method works well the estimating of depth for the regions Xtion failed to compute.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-15T12:40:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1
ntu-104-R02944046-1.pdf: 40484749 bytes, checksum: 88e6aab545dad76c82630bbbf245de2e (MD5)
Previous issue date: 2015
en
dc.description.tableofcontentsTable of Contents
ABSTRACT : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : ii
LIST OF FIGURES : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : iv
LIST OF TABLES : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : v
CHAPTER 1. Introduction : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1
CHAPTER 2. RelatedWorks : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 4
CHAPTER 3. Stereo Feasibility Verification : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 6
3.1. Xtion Calibration and Rectification : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 6
3.2. Stereo Error Model : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 8
CHAPTER 4. Investigation of Cross-spectral Color Relation : : : : : : : : : : : : : : 10
4.1. Camera Model Building : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 10
4.2. Relation of Different Channels : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 11
4.3. Color Conversion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 13
4.3.1. Material Color Space : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 13
4.3.2. Material Based Color Conversion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 14
CHAPTER 5. Stereo Matching Method : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 17
5.1. Block Matching : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 17
5.2. Disparity Optimization : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 18
5.2.1. Joint Semi-Global Optimization : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 18
5.2.2. Sub-pixel interpolation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 20
5.3. Disparity Refinement : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 21
5.3.1. Modified Joint Bilateral Filter : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 21
5.3.2. Consistency Check : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 22
CHAPTER 6. Experiments : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 24
6.1. Data Set : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 24
6.2. Material Based Color Conversion Evaluation : : : : : : : : : : : : : : : : : : 24
6.3. Depth Recover Evaluation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 28
CHAPTER 7. Conclusion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 32
BIBLIOGRAPHY : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 33
dc.language.isoen
dc.subject立體視覺zh_TW
dc.subject材質zh_TW
dc.subject立體視覺zh_TW
dc.subjectRGB-D攝影機zh_TW
dc.subject多光?zh_TW
dc.subject材質zh_TW
dc.subjectRGB-D攝影機zh_TW
dc.subject多光?zh_TW
dc.subjectStereoen
dc.subjectCross-spectralen
dc.subjectStereoen
dc.subjectRGB-D Cameraen
dc.subjectMaterialen
dc.subjectCross-spectralen
dc.subjectRGB-D Cameraen
dc.subjectMaterialen
dc.title以多光譜立體視覺技術提升RGB-D攝影機在室外環境下深度估測準確度zh_TW
dc.titleExtending Structured-light RGB-D Cameras in Outdoor Scenes via Cross-spectral Stereoen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear104-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee胡竹生(Jwu-Sheng Hu),林文杰(Wen-Chieh (Steve),林惠勇(Huei-Yung Lin)
dc.subject.keyword多光?,立體視覺,材質,RGB-D攝影機,zh_TW
dc.subject.keywordCross-spectral,Stereo,RGB-D Camera,Material,en
dc.relation.page35
dc.identifier.doi10.6342/NTU201601331
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2016-07-28
dc.contributor.author-college電機資訊學院zh_TW
dc.contributor.author-dept資訊網路與多媒體研究所zh_TW
顯示於系所單位:資訊網路與多媒體研究所

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