33PVI Pocítacové videní pro informatiku
Prednášející: Tomáš Pajdla Rozsah: 2 + 2 Obor: VT
Cvicí: Daniel Martinec, Branislav Micušík Kredity: 4 Dop. semestr: 8
Katedra: K333 Zakoncení: z, zk Typ predmetu: Pov. vol.

Prednáška: Pondelí 14:30 - 16:00 v K5 Cvicení: Pondelí 16:15-17:45 a 18:00-19:30 v K132
Rozvrh Seznam studentu

Aktuální informace na: http://cyber.felk.cvut.cz/teaching/

Informace z minulého roku http://cmp.felk.cvut.cz/cmp/courses/pvi2001/pvi/

Úloha první

Ivan Šimecek a Pavel Kordík

Ze dvou ruzných obrazu
udelat pokud mozno bez kazu
velkolepé panoráma
to je nárez, to je rána ...

Program prednášek = témata ke zkoušce

1
Obraz, rekonstrukce, korespondence, kamera. [Poznámky z prednášek]
2
Linearni prostor, vektor, baze, dimenze, linearni zavislost a nezavislost. [Halmos1987 str. 1-19, Krajnik2000]
3
Afinni prostor, bod, primka, rovina, souradne soustavy. [Afinní prostor, Matematický model kamery v afinním prostoru]
4
Reseni soustav homogennich linernich rovnic, Frobeniova veta, SVD, podminnost matice, nalezeni priblizneho reseni pomoci SVD. [Krajnik2000]
5
Matematicky model perspektivni kamery, souradna soustava kamery a jeji volba, vztah mezi souradnicemi bodu v prostoru a souradnicemi jeho projekce. [Matematický model kamery v afinním prostoru]
6
Stredove promitani roviny na rovinu. Vztah mezi souradnicemi. Podminky, za kterych lze skladat obrazky do mozaiku.
7
Realna projektivni rovina, rozsireni realne afinni roviny na realnou projektivni, reprezentace realne projektivni roviny v afinnim a vektorovem prostoru, souradnice bodu a primky, reprezentace bodu, primek, rovin podprostory linearnmiho prostoru, protinani a spojovani. [Poznámky z prednášek, Henle2001 kapitola 13 strany 137-148]
8
Epipolarni geometrie. Epipolarni rovina, epipolary, epipoly, korespondence, rekonstruovatelnost bodu z jejich prumetu, fundamentalni matice, souvislost fundamentalni matice s projekcnimi maticemi kamer. [http://cmp.felk.cvut.cz/cmp/courses/pvi2002/LectureNotesPVI2002/, HZ2000 str. 219-228]
9
Rekonstrukce z vice snimku. Matice R a jeji faktorizace. Vztah mezi rekonstruovanymi souradnicemi a souradnicemi merenymi ve scene metrem v nejake kartezske souradne soustave. Projektivni hloubky a jejich vypocet. R pro afinni kameru. [Poznámky z prednášek, HZ2000 str. 429-430]

Podrobný program prednášek a cvicení

1
Pocítacové videní a pocítacová grafika, obraz, rekonstrukce, korespondence, kamera.
Cvicení: mozaika a rekonstrukce - demonstrace v laboratori.

2
bod, prímka, rovina, lineární prostor, afinni prostor. rešení soustav homogennéch lineárních rovnic.
Cvicení: konta, seznámení s programem Matlab

3
Rešení soustav homogenních lineárních rovnic, SVD, císlo podmínenosti matice
Cvicení: rešení soustav lineárních rovnic, SVD

4,5
Matematický model perspektivní kamery, stredové promítaní roviny na rovinu
Cvicení: Test A, Panorama panorama1, panorama2, load_corr.m, extract_corr.m

6
Souradná soustava kamery a její volba, vztah mezi souradnicemi bodu a souradnicemi jeho projekce. Cvicení: Test B

7,8
Reálná projektivní rovina, rozšírení reálné afinní roviny na reálnou projektivní, reprezentace reálné projektivní roviny v afinním prostoru, souradnice bodu a prímky, reprezentace bodu, prímek, rovin podprostory lineárnmího prostoru, protínání a spojování.
Cvicení: Test C

9
Epipolární geometrie. Epipolární rovina, epipoláry, epipóly, korespondence, rekonstruovatelnost bodu z jejich prumetu, fundamentální matice, souvislost fundamentální matice s projekcními maticemi kamer.
Cvicení: Epipolární geometrie Cvicení: Test D

10
Rekonstrukce z více snímku. Matice R a její faktorizace. Vztak mezi rekonstruovanými souradnicemi a souradnicemi merenými ve scéne metrem v nejaké kartézské souradné soustave. Projektivní hloubky a jejich výpocet.
Cvicení: kostky

Zkouška, testy a zápocet

  1. Studenti pracují ve dvojicích.
  2. Reší príklady a píší testy na cvicení.
  3. Dvojice obhajují a prezentují projekty v podobe www stránky.

Podmínkou udelení zápoctu je obhájení dvou projektu. V prubehu semestru studenti slozí testy, jejichz výsledek se bude pocítat do výsledné známky.

Zapocet z PVI 2002 se udeluje u zkoušky na základe odevzdaných prací. Práce se kontrolují na webu. Je tedy treba, aby se vaše práce objevily na webu ráno v 8:00 pred zkouškou. Práce tam musejí dát asistenti. Domluvte se s nimi vcas, aby tam prace byly. Je zcela ve vašich rukách, jak a kdy se práce na webu objeví, ale pokud tam nebudou, nebudu moci udelit zapocty, a tedy ani vás zkoušet.

Zkouška bude ústní u tabule. Budete mít libovolne dlouhou dobu na prípravu (hodina vetšinou stací). Behem prípravy muzete pouzít libovolnou literaturu a pomucky. Budu zkoumat vaše porozumení, ne to, zda neco umíte zpameti. Muzete si vypracovat jakékoliv poznámky. Je vsak treba, abyste všemu rozumeli. U kazdého symbolu, který se vyskytne v rovnicích, se vzdy ptejte, jakou matematickou strukturu reprezentuje a jaký má geometrický význam. Vzdy si odpovezte na to, jaký je obor hodnot, které mohou symboly nabývat a proc. Vzdy se zeptám: "Proc?".

Zkouska je casto poslední moznost, kdy se student muze od svého ucitele ješte neco naucit. Budu zkoušet maximálne tri studenty v jeden termín a všechny naráz. Budu pokládat kazdému otázky, a nebude-li vedet odpoved, dostanou prílezitost ostatní, abychom otázku vzdy vyrešili a odpoved nalezli. Prihlédnu k písemkám v semestru, ale zkouška bude mít na výslednou známku zásadní vliv.

Seznam toho, co se bude zkoušet, se presne kryje s programem prednášek.

Harmonogram semestru

  1. 3. týden - Test A
  2. 5. týden - Test B
  3. 7. týden - Test C, devzdání úlohy 1: mozaika z obrazu
  4. 9. týden - Test D
  5. 11. týden - Test E
  6. 13. týden - Test F
  7. 14. týden - odevzdání úlohy 2: rekonstrukce scény

Hodnocení

Jméno Projekt 1 Projekt 2 Test A Test B Test C Test D $\sum$ Známka
Dolezal T. úloha 1 úloha 2 8 4 4.8 3.3 20.1 1
Kafka M. úloha 1 úloha 2 7 3.5 4.2 3.3 18.0
Konecný P. úloha 1 úloha 2 7 3 3.5 3 16.5 3
Leitner P. úloha 1 úloha 2 7 4 4.8 4 19.8
Pardubický L. úloha 1 úloha 2 7 4 3.9 3.2 18.1 2
Poneš M. úloha 1 úloha 2 7 3.5 4.2 3.3 18.0
Sedlácek J. úloha 1 úloha 2 5 3.9 4.4 4 17.3 2
Sýkora D. úloha 1 úloha 2 6 3.25 4.4 3.7 17.2 2
Šimánek O. úloha 1 úloha 2 7 4 4.4 3.5 18.9 2
Šimunek M. úloha 1 úloha 2 6 2.8 2.7 3.2 14.7 3
Tešínský V. úloha 1 úloha 2 7 4 4.8 4 19.8 2

Cvicení

První spuštení Matlabu

Informace o kontech na K333 naleznete na http://cs.felk.cvut.cz/konta/.

  1. Namapujte si svazek vision$\backslash$appl jako disk Y:.
  2. Jdete do y:$\backslash$soft95$\!\backslash$Matlab53.
  3. Vytvorte shortcut na soubor matlab.exe na plose.
  4. Vytvorte ve svém domovském adresári g: adresár Matlab a do nej umístete soubor startup.m.
  5. Nastavte v ``Properties'' shortcutu ``Start in'' na g:$\!\backslash$Matlab.
  6. Spustte Matlab.

Literatura

1
P.R. Halmos.
Finite-Dimensional Vector Spaces.
Springer, 1987.

2
E. Krajník.
Maticový pocet.
Skriptum. Vydavatelství CVUT, Praha, 2000.

3
M. Henle.
Modern Geometries.
Prentice Hall, 2001.

4
T. Pajdla.
Poznámky k prednášce PVI 2002.
http://cmp.felk.cvut.cz/cmp/courses/pvi2002/LectureNotesPVI2002/

5
J. Šochman, T.Pajdla.
Matematický model kamery v afinním prostoru
http://cmp.felk.cvut.cz/cmp/courses/pvi2002/Labs//Sochman-TR-2002-11.ps.gz

6
R. Hartley and A.Zisserman.
Multiple View Geometry in Computer Vision.
Cambridge University Press, 2000.

Vybrane kapitoly lze zadarmo okopirovat v CMP. Kontaktujte RNDr. Evu Matyskovou, matyskov@cmp.felk.cvut.cz.


Tomas Pajdla 2002-06-28