Phân tích quan hệ hình học giữa mô hình 3D và ảnh 2D tương ứng

Trong bài viết này, nhóm tác giả trình bày một số phương pháp phân tích đặc trưng trên ảnh và mô hình 3D của cùng một đối tượng. Bài viết đã sử dụng một số bộ lọc như: Sobel, Prewitt, Robert và Laplacian để phân tích đặc trưng trên ảnh; phương pháp phân tích đặc trưng trên mô hình 3D dựa vào độ cong bề mặt pháp tuyến của tập điểm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích quan hệ hình học giữa mô hình 3D và ảnh 2D tương ứng ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL. 21, NO. 11.1, 2023 73 PHÂN TÍCH QUAN HỆ HÌNH HỌC GIỮA MÔ HÌNH 3D VÀ ẢNH 2D TƯƠNG ỨNG ANALYSIS OF GEOMETRIC RELATIONSHIP BETWEEN 3D MODEL AND CORRESPONDING 2D IMAGE Lê Tiến Mẫu1*, Nguyễn Tấn Khôi2 1 Trường Cao đẳng Quảng Ngãi 2 Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng *Tác giả liên hệ: tienmauqn@gmail.com (Nhận bài: 28/7/2023; Sửa bài: 01/11/2023; Chấp nhận đăng: 14/11/2023) Tóm tắt - Trong bài báo này, nhóm tác giả trình bày một số phương Abstract - In this paper, we present several feature analysis pháp phân tích đặc trưng trên ảnh và mô hình 3D của cùng một đối methods on images and 3D models of the same object. The paper tượng. Bài báo đã sử dụng một số bộ lọc như: Sobel, Prewitt, Robert utilized techniques such as Sobel, Prewitt, Robert, and Laplacian và Laplacian để phân tích đặc trưng trên ảnh; phương pháp phân to analyze features on images; the feature analysis on 3D models tích đặc trưng trên mô hình 3D dựa vào độ cong bề mặt pháp tuyến was based on the curvature of the surface normal at the point set. của tập điểm. Các bộ lọc phân tích đặc trưng này được thử nghiệm These feature analysis techniques were tested on images of trên hình ảnh tượng Chămpa và so sánh với phương pháp phân tích Champa statues and compared with the feature analysis on the đặc trưng trên mô hình 3D được tái tạo của cùng một đối tượng. reconstructed 3D models of the same object. The results were Kết quả được so sánh và đánh giá giữa các đặc trưng trên ảnh và compared and evaluated between features on images and 3D mô hình, khi phân tích trên ảnh thu được nhiều đặc trưng hơn so models, showing that feature analysis on images yielded more với khi phân tích đặc trưng trên mô hình 3D. Tuy nhiên các phương characteristics compared to feature analysis on the 3D models. pháp đều rất nhạy cảm với bề mặt nhiễu. However, all methods were highly sensitive to surface noise. Từ khóa - Mô hình 3D; PCA; Sobel; HoG; Chămpa Key words - 3D Point Cloud; PCA; Sobel; HoG; Champa 1. Đặt vấn đề phân tích đặc trưng trên ảnh, kết quả bài báo cũng cho thấy Trong lĩnh vực xử lý ảnh và thị giác máy tính, vấn đề rằng một số phương pháp như: Sobel, Roberts, Canny, phân trích đặc trưng trên ảnh, mô hình 3D là vấn đề quan Laplacian, Kirsh và Edge Maximum Technique (EMT) trọng trong nhận dạng, phân tích và định vị các đối tượng hiệu quả trong một số trường hợp. trong ảnh và mô hình. Tuy nhiên, việc xử lý và hiểu được Trong lĩnh vực phân tích đặc trưng trên mô hình tập nội dung của đối tượng ngày càng phức tạp. Bài toán phân điểm 3D, một số phương pháp phổ biến cho phân đoạn và tích đặc trưng là quá trình nhận diện, trích xuất và mô tả phân tích đặc trưng của các đối tượng 3D cũng được quan các thuộc tính và đặc điểm trên ảnh [1]. Các đặc trưng này tâm đặc biệt đối với cả phương pháp và thuật toán. Kết quả có thể bao gồm màu sắc, cạnh, hình dạng, kích thước, vị đã được áp dụng rộng rãi trong việc nhận dạng các phần trí vật thể và nhiều thuộc tính khác [2]. Các thuộc tính thành phần của đối tượng [7]. Với các phương pháp sử hình học này đều được sử dụng rộng rãi bởi nhiều nghiên dụng độ cong bề mặt, phương pháp dòng quét phân cụm cứu để tìm các điểm gấp và biên, cũng như tạo ra các bề tuy nhiên có nhược điểm khi có tập dữ liệu nhiễu. mặt chất lượng cao trên ảnh và mô hình [3]. Các tác giả trong [3] giới thiệu một phương pháp để tự Bài báo tìm hiểu và đề xuất phương pháp phân tích đặc động phân tích các đặc trưng trên bề mặt của tập điểm 3D, trưng trên ảnh sử dụng một số một số bộ lọc và phân tích dựa trên các điểm láng giềng của các điểm trong tập điểm các đặc trưng trên các mô hình 3D dựa trên cơ sở phân tích và dựa vào ngưỡng Otsu để trích xuất đặc trưng. Ngoài ra, đặc trưng trên bề mặt của tập điểm. Từ đó làm cơ sở để so một số nghiên cứu trong các bài báo [6], [7] sử dụng vector sánh phương pháp trích lọc đặc trưng trên ảnh và trên mô pháp tuyến của các điểm trong tập điểm 3D để phân tích hình 3D tương đồng. đặc trưng. Mặc dù, có một số phương pháp để ước tính vector pháp tuyến trong điểm dữ liệu không gian, nhưng 2. Các nghiên cứu liên quan chúng thường được đề xuất chủ yếu cho các mô hình hình Trong lĩnh vực thị giác máy tính việc xác định và phân học 3D có ít nhiễu, mật độ điểm cao và hầu hết hiệu quả tích các đối tượng trong một hình ảnh thì phát hiện đặc các mô hình chứa các bề mặt trơn. trưng là một công cụ cơ bản và cần thiết. Như bài báo [4] 3. Đề xuất phương pháp đã đưa ra một số bộ lọc phát hiện đặc trưng và so sánh, đánh giá một số phương pháp như: Sobel, Canny, ...