Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-26286
Titel: Deformable shape matching
Sonstige Titel: Matching deformierbarer Formen
Verfasser: Tevs, Art
Sprache: Englisch
Erscheinungsjahr: 2011
SWD-Schlagwörter: Deformation
Isometrie <Mathematik>
Registrierung <Bildverarbeitung>
Matching <Graphentheorie>
3D-Scanner
Shape <Informatik>
Freie Schlagwörter: Rekonstruktion
Objektregistrierung
Animationsrekonstruktion
Belief Propagation
RANSAC
shape matching
correspondence problems
animation reconstruction
isometrical matching
DDC-Sachgruppe: 004 Informatik
Dokumentart : Dissertation
Kurzfassung: Deformable shape matching has become an important building block in academia as well as in industry. Given two three dimensional shapes A and B the deformation function f aligning A with B has to be found. The function is discretized by a set of corresponding point pairs. Unfortunately, the computation cost of a brute-force search of correspondences is exponential. Additionally, to be of any practical use the algorithm has to be able to deal with data coming directly from 3D scanner devices which suffers from acquisition problems like noise, holes as well as missing any information about topology. This dissertation presents novel solutions for solving shape matching: First, an algorithm estimating correspondences using a randomized search strategy is shown. Additionally, a planning step dramatically reducing the matching costs is incorporated. Using ideas of these both contributions, a method for matching multiple shapes at once is shown. The method facilitates the reconstruction of shape and motion from noisy data acquired with dynamic 3D scanners. Considering shape matching from another perspective a solution is shown using Markov Random Fields (MRF). Formulated as MRF, partial as well as full matches of a shape can be found. Here, belief propagation is utilized for inference computation in the MRF. Finally, an approach significantly reducing the space-time complexity of belief propagation for a wide spectrum of computer vision tasks is presented.
Anpassung deformierbarer Formen ist zu einem wichtigen Baustein in der akademischen Welt sowie in der Industrie geworden. Gegeben zwei dreidimensionale Formen A und B, suchen wir nach einer Verformungsfunktion f, die die Deformation von A auf B abbildet. Die Funktion f wird durch eine Menge von korrespondierenden Punktepaaren diskretisiert. Leider sind die Berechnungskosten für eine Brute-Force-Suche dieser Korrespondenzen exponentiell. Um zusätzlich von einem praktischen Nutzen zu sein, muss der Suchalgorithmus in der Lage sein, mit Daten, die direkt aus 3D-Scanner kommen, umzugehen. Bedauerlicherweise leiden diese Daten unter Akquisitionsproblemen wie Rauschen, Löcher sowie fehlender Topologieinformation. In dieser Dissertation werden neue Lösungen für das Problem der Formanpassung präsentiert. Als erstes wird ein Algorithmus gezeigt, der die Korrespondenzen mittels einer randomisierten Suchstrategie schätzt. Zusätzlich wird anhand eines automatisch berechneten Schätzplanes die Geschwindigkeit der Suchstrategie verbessert. Danach wird ein Verfahren gezeigt, dass die Anpassung mehrerer Formen gleichzeitig bewerkstelligen kann. Diese Methode ermöglicht es, die Bewegung, sowie die eigentliche Struktur des Objektes aus verrauschten Daten, die mittels dynamischer 3D-Scanner aufgenommen wurden, zu rekonstruieren. Darauffolgend wird das Problem der Formanpassung aus einer anderen Perspektive betrachtet und als Markov-Netzwerk (MRF) reformuliert. Dieses ermöglicht es, die Formen auch stückweise aufeinander abzubilden. Die eigentliche Lösung wird mittels Belief Propagation berechnet. Schließlich wird ein Ansatz gezeigt, der die Speicher-Zeit-Komplexität von Belief Propagation für ein breites Spektrum von Computer-Vision Problemen erheblich reduziert.
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-45768
hdl:20.500.11880/26342
http://dx.doi.org/10.22028/D291-26286
Erstgutachter: Seidel, Hans-Peter
Tag der mündlichen Prüfung: 21-Dez-2011
SciDok-Publikation: 20-Jan-2012
Fakultät: Fakultät 6 - Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät I
Fachrichtung: MI - Informatik
Fakultät / Institution:MI - Fakultät für Mathematik und Informatik

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