Ανάκτηση 3Δ Μοντέλων βάσει Περιεχομένου: Μια Υβριδική Προσέγγιση Παπαδάκης Παναγιώτης.

Slides:



Advertisements
Παρόμοιες παρουσιάσεις
Αλεξανδροπούλου Χαρίκλεια
Advertisements

Πέτσας Δημήτριος Παρουσίαση στο μάθημα: Ψηφιακές Βιβλιοθήκες
ΑΝΑKTΗΣΗ 3Δ ΓΡΑΦΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΒΟΗΘΟΥΜΕΝΗ ΑΠΟ ΤΗΝ ΚΑΤΑΤΜΗΣΗ
Βήματα στην Κατασκευή ενός Ψυχομετρικού Εργαλείου (Μέρος B)
Sketchpad Χρήση του λογισμικού ΕΠΙΜΟΡΦΩΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΚΑΙ
Τα στοιχειώδη περί γεωδαιτικών υπολογισμών
Μαθηματικοί Υπολογισμοί Χειμερινό Εξάμηνο η Διάλεξη Παραστάσεις Καμπυλών και Επιφανειών 23 Οκτώβρη 2002.
ΕΛΑΣΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ.
Εφαρμογές της Θεωρίας της Πληροφορίας σε διαδικασίες ανάκτησης εικόνας Μακεδόνας Ανδρέας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής Τμ. Φυσικής, Εργαστήριο Ηλεκτρονικής.
Ανάκτηση Πληροφορίας Αποτίμηση Αποτελεσματικότητας.
ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΑΤΟΜΙΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ
Μηχανική Μάθηση και Εξόρυξη Γνώσης
ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Πρόγραμμα μεταπτυχιακών σπουδών Προσαρμοστικό σχήμα συμπίεσης δεδομένων.
Δισδιάστατα Σήματα και Συστήματα #1
Αναγνώριση Προτύπων.
Εθνικό & Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών Τμήμα Πληροφορικής Παράσταση Αντικειμένων και Εικόνων Ανάγκη μοντέλου και δομής για την παράσταση: –Αντικειμένων.
1 Αλγόριθμοι Παρακολούθησης Ακτίνας (Ray tracing) Τα μοντέλα τοπικού φωτισμού (π.χ. Phong) δεν ασχολούνται με τον έμμεσο φωτισμό των αντικειμένων. Τα μοντέλα.
Μικροσυστοιχίες και ανάλυση δεδομένων
Αναγνώριση Προτύπων.
Κ. Μόδη: Γεωστατιστική και Εφαρμογές της (Κεφάλαιο 5) 1 Τυχαία συνάρτηση Μία τυχαία συνάρτηση (ΤΣ) είναι ένας κανόνας με τον οποίο σε κάθε αποτέλεσμα ζ.
Συστήματα Συντεταγμένων
ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΟΥ
Συστήματα Συντεταγμένων
Τεχνολογίες και Εφαρμογές Πολυμέσων
Computational Imaging Laboratory Υπολογιστική Όραση ΤΜΗΥΠ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ.
3 Σ υ σ τ ή μ α τ α α ν α φ ο ρ ά ς κ α ι χ ρ ό ν ο υ
ΕΥΡΕΣΗ ΚΑΤΗΓΟΡΙΚΩΝ ΕΚΤΟΠΩΝ ΣΕ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΒΑΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ
Ο Μετασχηματισμός Laplace και ο Μετασχηματισμός Ζ
Μάθημα 2 ο : Βασικές έννοιες 1 Ακαδημαϊκό Έτος
Συμπίεση Ηχου.
Παρουσίαση Νο. 3 Δισδιάστατα σήματα και συστήματα #2 Ψηφιακή Επεξεργασία και Ανάλυση Εικόνας Ακαδημαϊκό Έτος
ANAKOINWSH H 2η Ενδιάμεση Εξέταση μεταφέρεται στις αντί για , την 24 Νοεμβρίου στις αίθουσες ΧΩΔ και 110 λόγω μη-διαθεσιμότητας.
Ενεργή επιλογή αλγορίθμου, Active Algorithm Selection, Feilong Chen and Rong Jin Εύα Σιταρίδη.
Υπολογιστική Μοντελοποίηση στη Βιοϊατρική Τεχνολογία
Σχεδιομελέτη προϊόντων με τη χρήση Η/Υ Πανεπιστήμιο Μακεδονίας Τμήμα Διοίκησης Τεχνολογίας Νοέμβριος 2007 Δρ. Φώτης Χ. Κίτσιος.
1 Γραφική με Υπολογιστές Β. Λούμος. 2 Περιεχόμενα Εισαγωγή στη Γραφική Περιφερειακά Γραφικής και οδήγηση Αρχές σχεδίασης εικόνων Δημιουργία και σχεδίαση.
JPEG Joint Photographic Expert Group. Τι είναι; Ε ξαιρετικά διαδεδομένο σχήμα συμπίεσης για ακίνητη εικόνα, τόσο μονόχρωμη (grayscale) όσο και έγχρωμη.
Εργαστήριο Ψηφιακής Επεξεργασίας Εικόνας
«Συμπίεση με απώλειες, χωρίς απώλειες και βέλτιστη κατανομή τριγώνων σε σκηνές 3δ πλεγμάτων» «Συμπίεση με απώλειες, χωρίς απώλειες και βέλτιστη κατανομή.
3 Σ υ σ τ ή μ α τ α α ν α φ ο ρ ά ς κ α ι χ ρ ό ν ο υ
2.3 ΚΙΝΗΣΗ ΜΕ ΣΤΑΘΕΡΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑ
Προηγμένη Τεχνητή Νοημοσύνη
IΟΝΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ: «ΔΙΟΙΚΗΣΗ & ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΩΝ ΜΕ ΕΜΦΑΣΗ ΣΤΙΣ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΤΗΣ.
ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ
Οπτική Τριών Διαστάσεων & Συνθετική Κάμερα Β. Λούμος.
ΤΕΙ Αθήνας: Σχολή ΤΕΦ: Τμήμα Ναυπηγικής Εφαρμογές Η/Υ στην Ναυπηγική ΙΙ ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ NA0703C39 Εξάμηνο Ζ’ Διδάσκων Κωνσταντίνος Β. Κώστας Παρουσίαση.
Χριστόφορος Κωτσάκης Τμήμα Αγρονόμων & Τοπογράφων Μηχανικών Πολυτεχνική Σχολή, ΑΠΘ Ακαδημαϊκό έτος Προχωρημένα Θέματα Ανάλυσης Δεδομένων SUPPLEMENTARY.
26/7/2015 Γραφικά-Εισαγωγή Ιωάννης Φούντος. 2 Ιστορικά.
Εύρεση Ακμών σε Ψηφιακές Εικόνες αποχρώσεων του γκρι
Πόση είναι η μετατόπιση του καθενός;
Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας Ενότητα 7 : Πρότυπο συμπίεσης JPEG Ιωάννης Έλληνας Τμήμα Η/ΥΣ ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού.
ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ.
ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ II Καθ. Πέτρος Π. Γρουμπός Διάλεξη 3η Μετασχηματισμός Fourier.
Συναρτήσεις πολλών μεταβλητών ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΠΡΟΣΑΡΜΟΓΗ Φ
Τεχνολογία Πολυμέσων Ενότητα # 8: Αρχές κωδικοποίησης
Κλασσική Μηχανική Ενότητα 8: ΟΙ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ LAGRANGE
Καθηγητής Σιδερής Ευστάθιος
Newtonian Τηλεσκόπια Υπολογισμός Δευτερεύοντος
Εξορθολογισμός της ύλης Μαθηματικά Α και Β Λυκείου
Ψηφιακός Έλεγχος διάλεξη Παρατηρητές Ψηφιακός Έλεγχος.
Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός
Δισδιάστατα Σήματα και Συστήματα #1
Συστήματα Συντεταγμένων
Μαθηματικά: Βασικές έννοιες της αναλυτικής γεωμετρίας
ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΑΤΟΜΙΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ
ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΠΙΜΟΡΦΩΣΗΣ Β΄ΕΠΙΠΕΔΟ ΓΙΑ ΠΕ03
Εμβαδομέτρηση Το εμβαδόν ενός κλειστού σχήματος μπορεί να υπολογιστεί με τις εξής μεθόδους: Αναλυτική μέθοδος Γραφική μέθοδος Μηχανική μέθοδος (εμβαδόμετρο)
Σκοπός Η συνοπτική παρουσίαση
ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΑΤΟΜΙΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ
Παρουσίαση 3η: Αρχές εκτίμησης παραμέτρων
Μεταγράφημα παρουσίασης:

Ανάκτηση 3Δ Μοντέλων βάσει Περιεχομένου: Μια Υβριδική Προσέγγιση Παπαδάκης Παναγιώτης

Δομή Παρουσίασης Εισαγωγή Περιγραφή της Υβριδικής προσέγγισης  Κανονικοποίηση θέσης  Υπολογισμός 2Δ χαρακτηριστικών  Υπολογισμός 3Δ χαρακτηριστικών  Συμπίεση χαρακτηριστικών  Σύγκριση χαρακτηριστικών Αξιολόγηση - Αποτελέσματα Επίδειξη μεθόδου

Εισαγωγή Εξελιγμένα εργαλεία λογισμικού Εξάπλωση του διαδικτύου Πρόοδος τεχνολογίας 3Δ σάρωσης Αριθμός 3Δ μοντέλων Αναζήτηση με χρήση λέξεων κλειδιών => ανεπαρκής. «Μια εικόνα είναι 1000 λέξεις» Ένα 3Δ σχήμα; Ανάγκη ανάπτυξης μεθόδων ανάκτησης 3Δ μοντέλων βάσει περιεχομένου

Εισαγωγή Μέθοδοι ανάκτησης 3Δ μοντέλων βάσει περιεχομένου Βήματα:  Υποβολή παραδείγματος – query 3Δ μοντέλου από το χρήστη.  Εξαγωγή χαρακτηριστικών που περιγράφουν το σχήμα του query και ενσωμάτωση της πληροφορίας σε ένα περιγραφέα 3Δ σχήματος.  Μέτρηση ομοιότητας των μοντέλων χρησιμοποιώντας τους αντίστοιχους περιγραφείς σχήματος.  Προβολή αποτελεσμάτων αναζήτησης.

Περιγραφή της Υβριδικής Προσέγγισης Κανονικοποίηση θέσης (1) Κατά τη σύγκριση 3Δ μοντέλων, θεωρούμε ότι το μέτρο ομοιότητας είναι ανεξάρτητο από το μέγεθος, τη μετατόπιση και τον προσανατολισμό του μοντέλου. Κάθε μοντέλο κανονικοποιείται ως προς τη θέση του πριν την εξαγωγή των χαρακτηριστικών.

Περιγραφή της Υβριδικής Προσέγγισης Κανονικοποίηση θέσης (2) Κανονικοποίηση ως προς τον προσανατολισμό: Βήμα (b)-(c). Δεν υπάρχει βέλτιση μέθοδος για κάθε πιθανή κατηγορία 3Δ μοντέλων. Η πιο διαδεδομένη μέθοδος είναι ο Continuous Principal Component Analysis (CPCA) => υπολογίζει τις πρωτεύουσες διευθύνσεις της επιφάνειας του μοντέλου και τις ευθυγραμμίζει με τους άξονες συντεταγμένων (D.V. Vranic).

Περιγραφή της Υβριδικής Προσέγγισης Κανονικοποίηση θέσης (3) Ανάπτυξη νέας μεθόδου - Normals PCA (NPCA): Χρησιμοποιεί τον PCA αλγόριθμο πάνω στα κανονικά διανύσματα (normals) των τριγώνων του πολυγωνικού μοντέλου.

Περιγραφή της Υβριδικής Προσέγγισης Κανονικοποίηση θέσης (4) NPCA - CPCACPCA - NPCA Χρήση NPCA και CPCA και εξαγωγή χαρακτηριστικών 2 φορές.

Υπολογισμός 2Δ Χαρακτηριστικών (1) Γενικό σχήμα

Υπολογισμός 2Δ Χαρακτηριστικών (2) Προβολή του μοντέλου στις πλευρές του κύβου Υπολογισμός 6 depth buffers Front buffer Back buffer

Υπολογισμός 2Δ Χαρακτηριστικών (3) Έστω D f i ο μπροστινός και D b i o πίσω depth buffer, για τον i άξονα, i=x,y,z. Αντί να χρησιμοποιήσουμε απευθείας τους καταχωρητές βάθους για κάθε άξονα, υπολογίζουμε το D dif i = D f i - D b i και το D sum i = D f i + D b i. Το D dif i αντιπροσωπεύει το πάχος του μοντέλου στον i άξονα, ενώ το D sum i δεν έχει φυσική σημασία, αλλά το χρησιμοποιούμε για να μην έχουμε απώλεια πληροφορίας.

Υπολογισμός 2Δ Χαρακτηριστικών (4) Για κάθε D dif i και D sum i, υπολογίζουμε το 2Δ μετασχηματισμό Fourier: FFT of a depth buffer Επιπλέον, αρθρίζουμε τις απόλυτες τιμές των συνιστωσών Fourier από τις 4ις άκρες, έτσι ώστε να έχουμε reflection invariance. m n

Υπολογισμός 2Δ Χαρακτηριστικών (5) Κανονικοποίηση των συνιστωστών Fourier στην μοναδιαία L 1 νόρμα. Στάθμιση – weighting των συνιστωσών που αντιστοιχούν σε κάθε ζέυγος depth- buffers ανάλογα με τα principal directions που κωδικοποιούν, όπως αυτές υπολογίζονται από την κανονικοποίηση του προσανατολισμού. 1 st 2 nd 3 rd 2 nd 3 rd 1 st

Υπολογισμός 3Δ Χαρακτηριστικών (1)

Υπολογισμός 3Δ Χαρακτηριστικών (2) Δημιουργία ομόκεντρων κελυφών Υπολογισμός τομών της επιφάνειαςτου μοντέλου με τα κελύφη

Υπολογισμός 3Δ Χαρακτηριστικών (3) Για κάθε σημείο τομής της επιφάνειας, συμπεριλαμβάνουμε όλες τα σημεία των κελύφων που εχουν ακτίνα μικρότερη από την απόσταση της τομής από το κέντρο.

Υπολογισμός 3Δ Χαρακτηριστικών (4) Εφαρμογή του μετασχηματισμού σφαιρικών αρμονικών σε κάθε κέλυφος. σύνολο από σφαιρικές αρμονικές συνιστώσες για κάθε κέλυφος

Υπολογισμός 3Δ Χαρακτηριστικών (5) Σφαιρική συνάρτηση f(θ,φ)Σφαιρική αρμονική συνάρτηση βαθμού l και τάξης m Συνιστώσα σφαιρικής αρμονικής (συνεχές πεδίο) Συνιστώσα σφαιρικής αρμονικής (διακριτό πεδίο)

Υπολογισμός 3Δ Χαρακτηριστικών (5) Κανονικοποίηση στην L 1 νόρμα. Στάθμιση σφαιρικών αρμονικών συνιστωσών αντιστρόφως ανάλογα προς το βαθμό l.

Βαθμωτή κβάντιση (scalar quantization)  Κβάντιση του διαστήματος [0,1] σε 2 16 ίσα διαστήματα.  Χρήση μόνο των 2 10 πρώτων διαστημάτων όπου κβαντίζεται στατιστικά το 99,9% των χαρακτηριστικών. Συμπίεση Χαρακτηριστικών (1)

Κωδικοποίηση Ηuffman των επιλεγμένων συμβόλων. Τελικό ποσοστό συμπίεσης 92.6% (11.8 Kbyte ανά περιγραφέα σχήματος), χωρίς απώλεια διακριτικής ικανότητας της μεθόδου. Συμπίεση Χαρακτηριστικών (2)

Περιγραφέας σχήματος μοντέλου i: Σύγκριση μεταξύ των περιγραφέων σχήματος δύο μοντέλων 1, 2: Σύγκριση Χαρακτηριστικών

Αξιολόγηση της απόδοσης της προτεινόμενης μεθόδου (Hybrid) στις παρακάτω βάσεις 3Δ μοντέλων:  MPEG-7 dataset (1300 models).  Princeton Shape Benchmark (PSB) test dataset (907 models).  National Taiwan’s University (NTU) classified dataset (549 models).  D.V. Vranic’s (CCCC) classified dataset (472 models, University of Konstanz).  Engineering Shape Benchmark (ESB) dataset (866 models, Purdue University).  Shape Retrieval Contest 2006 (SHREC 2006). Αξιολόγηση – Αποτελέσματα (1) Generic

Σύγκριση με τις state-of-the-art μεθόδους:  Light Field (LF) (Chen, National Taiwan University).  Spherical harmonic representation of the Gaussian Euclidean Distance Transform (SH-GEDT, Kazhdan, University of Princeton).  DSR472 (Hybrid method, Vranic, University of Konstanz). Αξιολόγηση – Αποτελέσματα (2)

Χρήση διαγραμμάτων ακρίβειας – ανάκτησης. Ακρίβεια – Precision: Το ποσοστό των σχετικών-relevant μοντέλων που ανακτώνται ως προς τον αριθμό των ανακτώμενων μοντέλων (σχετικών και μή σχετικών). Ανάκτηση – Recall: Το ποσοστό των σχετικών-relevant μοντέλων που ανακτώνται ως προς τον συνολικό αριθμό των σχετικών μοντέλων. Αξιολόγηση – Αποτελέσματα (3)

Αξιολόγηση – Αποτελέσματα (4)

Αξιολόγηση – Αποτελέσματα (5)

Αξιολόγηση – Αποτελέσματα (6) SHREC 2006:  Χρησιμοποιήθηκε το PSB test dataset.  Αξιολόγηση χρησιμοποιώντας 30 query μοντέλα εκτός της βάσης, αλλά σχετικών με τις κατηγορίες μοντέλων της βάσης.

Αξιολόγηση – Αποτελέσματα (7) Παραδείγματα ανάκτησης στο SHREC 2006, χρησιμοποιώντας την προτεινόμενη μέθοδο Hybrid:

Επίδειξη Hybrid μεθόδου