A surface deformation framework for 3d shape recovery

Abstract

Bu tez çalışması üç boyutlu şekil yakalama problemi için yüzey deformasyonuna dayalıbir çatı yöntem sunmaktadır. Bu yöntem, bir başlangıç modelinden yola çıkarak, yüzeyevrimine dayalı bir teknikle uzamsal olarak yumuşak ve topolojisi doğru bir yüzey örgügösterimi oluşturur. Şekli kuşatan yüzeyi temsil eden başlangıç örgü modeli, yüzey evrimisırasında yerel örgü dönüşüm işlemleri ile gerektiği şekilde inceltilir ya da sadeleştirilir,böylelikle modelin nesne yüzeyinin yerel özelliklerine uyum göstermesi sağlanır.Yakınsama durumunda elde edilen son örgü modeli, çatallanma, çıkıntı ve kovuk gibikarmaşık yüzey detaylarını uygun bir şekilde ifade edebilir. Önerdiğimiz deformasyonyöntemini, statik (devinimsiz) nesnelerin modellenmesi amacıyla, silüetten şekil geriçatmave bunun optik üçgenleştirme ile birleştirilmesi problemlerine uyguladık. Elde edilen deneysonuçları tezde sunulmaktadır. Önerdiğimiz yöntem aslında genel bir deformasyon çatısıtarif eder ve üç boyut bilgisi veren her türlü veriye uygulanabilir. Deformasyonumodellemek için benimsediğimiz Lagrange yaklaşımı ile örgü modelin yüzey evrimisırasında değişebilen bağlanırlığı ve geometrisi izlenebilir, ve dolayısıyla önerdiğimiz çatı,dinamik sahnelerin zamanla değişen gösterimlerinin verimli bir şekilde oluşturulması içinde kullanılabilir.Anahtar Sözcükler: 3B geriçatma, silüetten şekil, yapısal ışıktan şekil, optiküçgenleştirme ile şekil, yüzey deformasyonu, yüzey evrimi.

We present a generic surface deformation framework for the problem of 3D shaperecovery. A spatially smooth and topologically plausible surface mesh representation isconstructed via a surface evolution based technique, starting from an initial model. Theinitial mesh, representing the bounding surface, is refined or simplified where necessaryduring surface evolution using a set of local mesh transform operations so as to adapt it tothe local properties of the object surface. The final mesh obtained at convergence canadequately represent the complex surface details such as bifurcations, protrusions and largeconcavities. We demonstrate the performance of our deformation framework on theproblem of shape from silhouette and its fusion with shape from optical triangulation for3D reconstruction of static objects. The framework is in fact very general and applicable toany kind of data that can be used to infer 3D geometry. Since the approach we take forsurface deformation is Lagrangian, that can track changes in connectivity and geometry ofthe deformable mesh during surface evolution, the proposed framework can also be used tobuild efficient time-varying representations of dynamic scenes.Keywords: 3D reconstruction, shape from silhouette, shape from structured light, shapefrom optical triangulation, surface deformation, surface evolution.