Wissensbasierte 3D-Analyse von Gebäudeszenen aus mehreren frei gewählten Stereofotos

Im vorliegenden Buch beschreibt der Autor ein Analysesystem zur automatischen Rekonstruktion dreidimensionaler Gebäudeoberflächen aus stereoskopischen Kameraaufnahmen. Nach einer Interpretation wird szenenspezifisches Wissen für die einzelnen Objektkomponenten ausgewählt und zusammen mit Meßdaten aus den Bildern zu einer effizienten und konsistenten Oberflächenbeschreibung vereint. Für die Visualisierung in Sichtsystemen müssen die erzeugten Oberflächenbeschreibungen sehr effizient sein. Das heißt, die Anzahl der verwendeten Oberflächenprimitive soll möglichst gering sein und trotzdem soll das 3D-Modell realistisch wirken. Bei der herkömmlichen Gewinnung durch CAD-Systeme bringt ein Operator Wissen über Art und Aufbau der zu modellierenden Objekte ein, während automatisierte, bildgestützte Verfahren dies bisher nur ansatzweise tun. Das vorliegende Buch stellt daher einen Ansatz zur Darstellung und automatischen Nutzung von Vorwissen für die gestellte Rekonstruktionsaufgabe vor. Zur Darstellung der erforderlichen Daten und des Vorwissens wurde ein generisches strukturiertes Szenenmodell entwickelt, das auf semantische Netze zur expliziten Wissensrepräsentation abgebildet wurde. Für die Anwendung des Wissens analysiert eine leistungsfähige Interpretationskomponente den Szeneninhalt. Diese Analyse stützt sich auf eine vorangegangene Segmentierung von stereoskopisch gewonnenen Tiefenkarten. Die entwickelte Oberflächenrekonstruktion integriert die Tiefen- und Konturmessungen der Bildverarbeitung mehrerer Ansichten unter Verwendung von in der Interpretation ausgewählten Randbedingungen zu einer konsistenten, geometrischen Oberflächenbeschreibung. Diese wird abschließend durch Gewinnung von Texturkarten aus den Kamerabildern vervollständigt. Die entwickelte Interpretationskomponente ist in der Lage reale, komplexe Gebäudeszenen zu analysieren. Die nachfolgende Oberflächenrekonstruktion berechnet aus den gewonnenen Daten und Randbedingungen eine effiziente, geschlossene Objektgeometrie. Durch die abschließende Texturierung mit den Eingangsbildern erreichen die Oberflächenbeschreibungen in der Visualisierung ein fotorealistisches Aussehen. Das entwickelte Analysesystem stellt damit ein wertvollesWerkzeug zur Erstellung von Datenbasen für Sichtsysteme dar.