Komputerowe algorytmy ekstrakcji i śledzenia obiektów w czasie rzeczywistym

Boguslaw Rymut; Komputerowe algorytmy ekstrakcji i śledzenia obiektów w czasie rzeczywistym; Praca doktorska; 2016
Promotor: dr hab. inż. Bogdan Kwolek, prof. n. AGH
Keywords: śledzenie ruchu 3d, obliczenia równoległe, wizja komputerowa

Abstrakt

Praca dotyczy bezmarkerowych systemów do śledzenia ruchu 3D w oparciu o obrazy pobierane z kilku skalibrowanych i zsynchronizowanych kamer. Estymacja pozy jest realizowana w oparciu o model 3D, który jest transformowany do przestrzeni obrazów, a następnie renderowany. Śledzenie ruchu 3D całej postaci realizowano w czasie rzeczywistym w oparciu o algorytmy optymalizacji dynamicznej oraz filtracji bayesowskiej. W funkcji celu algorytmu optymalizacyjnego w oparciu o rój cząsteczek oraz model obserwacji filtru cząsteczkowego wykorzystywano dopasowanie między wyrenderowanym modelem 3D w zadanej pozie oraz cechami wydzielonymi na obrazach. Mając na względzie to, że główna część nakładów obliczeniowych związana jest z renderingiem modeli 3D w hipotetycznych pozach, a także wyznaczaniem wartości funkcji celu, w pracy opracowano efektywne metody renderingu modeli 3D w czasie rzeczywistym ze wsparciem sprzętowym OpenGL oraz równoległe metody wyznaczania funkcji celu na GPU. Opracowano i przebadano kilka wariantów funkcji celu do śledzenia ruchu 3D w czasie rzeczywistym w oparciu o rendering programowy i sprzętowy modeli 3D. Zaproponowano efektywne rozwiązania umożliwiające rendering modelu w OpenGL, a także wymianę danych między CUDA i OpenGL. Zaproponowano i przebadano konfigurowalne potoki graficzne OpenGL do renderingu w czasie rzeczywistym znaczącej liczby modeli 3D w zadanej pozie. Opracowano i zaimplementowano metody dekompozycji algorytmu optymalizacji w oparciu o rój cząsteczek oraz równoległego wyznaczania funkcji celu pod kątem efektywnego wykorzystania dostępnych zasobów sprzętowych oraz osiągania najlepszych dokładności i częstotliwości śledzenia. Dzięki opracowanym rozwiązaniom zrealizowano śledzenie ruchu 3D całej postaci w czasie rzeczywistym. Opracowano rozwiązania umożliwiające dobranie liczby cząsteczek i liczby iteracji w algorytmie PSO, od których zależy liczba przetwarzanych klatek na sekundę, która z kolei determinuje zmiany pozy pomiędzy kolejnymi klatkami. Dzięki wspomnianym rozwiązaniom możliwe jest osiągnięcie najmniejszego błędu śledzenia ruchu 3D w czasie rzeczywistym.

Media

Praca doktorska w formacie PDF
Cytowanie w formacie BibTeX

Cytowanie


@PhdThesis{RymutPhdThesis2016, author = {Bogusław Rymut}, title = {Komputerowe algorytmy ekstrakcji i śledzenia obiektów w czasie rzeczywistym}, year = {2016}, }