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Lezione 2: Formazione dell'immagine, Proiezione prospettica, Derivata temporale, Campo di movimento
Lezione 2: Formazione dell'immagine, Proiezione prospettica, Derivata temporale, Campo di movimento
In questa conferenza, il concetto di proiezione prospettica e il suo rapporto con il movimento sono ampiamente discussi. Il docente dimostra come l'uso della differenziazione dell'equazione della proiezione prospettica può aiutare a misurare il movimento dei modelli di luminosità nell'immagine e come si collega al movimento nel mondo reale. La conferenza copre anche argomenti come il focus dell'espansione, le immagini continue e discrete e l'importanza di avere un punto di riferimento per la trama quando si stima la velocità di un oggetto in un'immagine. Inoltre, la lezione tocca le derivate totali lungo le curve e la questione del conteggio delle equazioni e dei vincoli quando si tenta di recuperare il campo del vettore di flusso ottico.
L'oratore copre vari argomenti come il gradiente di luminosità, il movimento di un oggetto, il caso 2D e le isofote. Una sfida affrontata nel calcolo della velocità di un oggetto è il problema dell'apertura causato dalla relazione proporzionale del gradiente di luminosità, che viene risolto ponderando i contributi a diverse regioni dell'immagine o cercando soluzioni minime. La conferenza approfondisce quindi i diversi casi di isofote e sottolinea l'importanza di calcolare una risposta significativa rispetto a una rumorosa quando si determina la velocità, utilizzando il concetto di guadagno di rumore, che misura la sensibilità del cambiamento nell'immagine al cambiamento nel risultato .
Lezione 3: Tempo di Contatto, Focus dell'Espansione, Metodi di Visione in Movimento Diretto, Guadagno di Rumore
Lezione 3: Tempo di Contatto, Focus dell'Espansione, Metodi di Visione in Movimento Diretto, Guadagno di Rumore
In questa conferenza, viene enfatizzato il concetto di guadagno di rumore in relazione ai processi di visione artificiale, con particolare attenzione alle diverse direzioni e alle variazioni di precisione. Il docente discute l'importanza di misurare con precisione i vettori e comprendere il guadagno per ridurre al minimo gli errori nei calcoli. Il discorso copre il concetto di tempo al contatto, il focus dell'espansione e i campi di movimento, con una dimostrazione di come calcolare i gradienti radiali per stimare il tempo al contatto. Il docente dimostra anche come superare i limiti nei calcoli fotogramma per fotogramma utilizzando superpixel multiscala, con una dimostrazione dal vivo utilizzando una webcam. Nel complesso, la conferenza fornisce utili spunti sulla complessità dei processi di visione artificiale e su come misurare con precisione varie quantità.
La conferenza discute vari aspetti della visione del movimento e la loro applicazione nel determinare il tempo di contatto, il focus dell'espansione e i metodi di visione del movimento diretto. Il relatore illustra gli strumenti per visualizzare i risultati intermedi, ma ne riconosce anche i limiti e gli errori. Inoltre, viene affrontato il problema della gestione dei movimenti arbitrari nell'elaborazione delle immagini e viene sottolineata l'importanza dei punti vicini che si muovono a velocità simili. La conferenza approfondisce anche i modelli che influenzano il successo dei metodi di visione del movimento diretto e introduce nuove variabili per definire il tempo di contatto e nemico in modo più conveniente. Infine, viene discusso il processo di risoluzione di tre equazioni lineari e tre incognite per capire come diverse variabili influenzano la visione del movimento, insieme alla parallelizzazione del processo per accelerare il calcolo.
Lezione 4: Flusso Ottico Fisso, Mouse Ottico, Ipotesi di Luminosità Costante, Soluzione in Forma Chiusa
Lezione 4: Flusso Ottico Fisso, Mouse Ottico, Ipotesi di Luminosità Costante, Soluzione in Forma Chiusa
Nella lezione 4 del corso sulla percezione visiva per l'autonomia, il docente discute argomenti come il flusso ottico fisso, il mouse ottico, l'assunzione di luminosità costante, la soluzione in forma chiusa e il tempo di contatto. L'assunzione di luminosità costante porta all'equazione del vincolo di variazione della luminosità, che mette in relazione il movimento nell'immagine con il gradiente di luminosità e la velocità di variazione della luminosità. Il docente dimostra anche come modellare situazioni in cui la telecamera o la superficie è inclinata e discute il vantaggio della media multiscala nella gestione di movimenti di grandi dimensioni. Inoltre, la conferenza esplora l'uso del tempo per il contatto in varie situazioni autonome e mette a confronto diversi sistemi di controllo per l'atterraggio in veicoli spaziali planetari. Infine, la conferenza tocca la proiezione di una linea e come può essere definita usando la proiezione prospettica.
Il relatore discute le applicazioni dell'elaborazione delle immagini, incluso il modo in cui i punti di fuga possono essere utilizzati per recuperare i parametri di trasformazione per la calibrazione della fotocamera e come gli oggetti di calibrazione con forme note possono determinare la posizione di un punto nel sistema incentrato sulla fotocamera. La conferenza copre anche i vantaggi e gli svantaggi dell'utilizzo di forme diverse come oggetti di calibrazione per algoritmi di flusso ottico, come sfere e cubi, e come trovare il centro di proiezione sconosciuto utilizzando un cubo e tre vettori. La conferenza si conclude evidenziando l'importanza di tenere conto dei parametri di distorsione radiale per la calibrazione della camera robotica reale.
Lezione 5: dimostrazioni TCC e FOR MontiVision, punto di fuga, utilizzo di VP nella calibrazione della fotocamera
Lezione 5: dimostrazioni TCC e FOR MontiVision, punto di fuga, utilizzo di VP nella calibrazione della fotocamera
La conferenza copre vari argomenti relativi alla calibrazione della fotocamera, compreso l'uso dei punti di fuga nella proiezione prospettica, la triangolazione per trovare il centro di proiezione e il punto principale nella calibrazione dell'immagine e il concetto di matrici normali per rappresentare la rotazione in una matrice ortonormale. Il docente spiega anche la matematica per trovare la lunghezza focale di una telecamera e come utilizzare i punti di fuga per determinare l'orientamento di una telecamera rispetto a un sistema di coordinate mondiali. Inoltre, viene discusso l'uso di TCC e FOR MontiVision Demos, insieme all'importanza di comprendere la geometria dietro le equazioni nella risoluzione dei problemi.
La conferenza copre vari argomenti relativi alla visione artificiale, tra cui l'influenza dell'illuminazione sulla luminosità della superficie, come le superfici opache possono essere misurate utilizzando due diverse posizioni della sorgente luminosa e l'uso dell'albedo per risolvere il vettore unitario. La conferenza discute anche il punto di fuga nella calibrazione della fotocamera e un metodo semplice per misurare la luminosità utilizzando tre direzioni di sorgenti luminose indipendenti. Infine, il relatore tocca la proiezione ortografica come alternativa alla proiezione prospettica e le condizioni necessarie per utilizzarla nella ricostruzione della superficie.
Lezione 6: Stereo fotometrico, guadagno di rumore, amplificazione dell'errore, revisione degli autovalori e degli autovettori
Lezione 6: Stereo fotometrico, guadagno di rumore, amplificazione dell'errore, revisione degli autovalori e degli autovettori
Durante la lezione, il relatore spiega i concetti di guadagno di rumore, autovalori e autovettori durante la risoluzione di sistemi di equazioni lineari in stereo fotometrico. La conferenza discute le condizioni per matrici singolari, la rilevanza degli autovalori nell'analisi degli errori e l'importanza dell'indipendenza lineare nell'evitare matrici singolari. La conferenza si conclude con una discussione della legge di Lambert e dell'orientamento della superficie, e sottolinea la necessità di rappresentare le superfici utilizzando un vettore normale unitario o punti su una sfera unitaria. Nel complesso, la conferenza fornisce informazioni sui principi matematici alla base dello stereo fotometrico e mette in evidenza le sfide del recupero accurato della topografia della luna dalle misurazioni della terra.
Nella lezione 6 di un corso di fotografia computazionale, il relatore discute come utilizzare il vettore normale unitario e i gradienti di una superficie per trovare l'orientamento della superficie e tracciare la luminosità in funzione dell'orientamento della superficie. Spiegano come utilizzare la parametrizzazione pq per mappare i possibili orientamenti della superficie e mostrano come è possibile utilizzare un piano inclinato per tracciare la luminosità a diversi angoli di orientamento. Il relatore discute anche come riscrivere il prodotto scalare del vettore unitario della sorgente luminosa e del vettore normale unitario in termini di gradienti per trovare le curve nello spazio pq dove tale quantità è costante. La conferenza si conclude con una spiegazione di come i coni creati ruotando la linea verso la sorgente luminosa possono essere utilizzati per trovare sezioni coniche di forme diverse.
Lezione 7: Gradient Space, mappa di riflettanza, equazione dell'irraggiamento dell'immagine, proiezione gnomonica
Lezione 7: Gradient Space, mappa di riflettanza, equazione dell'irraggiamento dell'immagine, proiezione gnomonica
Questa conferenza discute lo spazio del gradiente, le mappe di riflettanza e le equazioni di irradianza dell'immagine. Il docente spiega come utilizzare una mappa di riflettanza per determinare l'orientamento e la luminosità della superficie per applicazioni grafiche e come creare una mappatura numerica dall'orientamento della superficie alla luminosità utilizzando tre immagini scattate in diverse condizioni di illuminazione. Introducono anche il concetto di irradianza e la sua relazione con l'intensità e la radianza, nonché l'importanza di utilizzare un'apertura finita quando si misura la luminosità. Inoltre, la conferenza tocca le tre regole di come si comporta la luce dopo essere passata attraverso una lente, il concetto di scorcio e come la lente focalizza i raggi per determinare quanta luce da una macchia sulla superficie è concentrata nell'immagine.
In questa conferenza, il relatore spiega l'equazione per determinare la potenza totale fornita a una piccola area in un'immagine, che tiene conto degli angoli solidi e del coseno theta. Collegano questa equazione all'f-stop nelle fotocamere e al modo in cui la dimensione dell'apertura controlla la quantità di luce ricevuta. L'oratore discute anche dell'irradianza dell'immagine, che è proporzionale alla radianza degli oggetti nel mondo reale, e di come la luminosità diminuisce man mano che andiamo fuori asse. Passano a discutere la funzione di distribuzione della riflettanza bidirezionale, che determina quanto luminosa apparirà una superficie a seconda dell'incidente e della direzione emessa. Il docente spiega che la riflettanza può essere misurata utilizzando un goniometro e che è importante modellare realisticamente il modo in cui un oggetto riflette la luce. Spiegano anche il concetto di reciprocità di Helmholtz per la funzione di distribuzione della riflettanza bidirezionale. La lezione passa quindi a discutere l'applicazione dello spazio gradiente ai modelli di materiale di superficie e ricorda agli studenti di tenersi aggiornati sulle informazioni sui compiti a casa.
Lezione 8: Ombreggiatura, Casi speciali, Superficie lunare, Microscopio elettronico a scansione, Teorema di Green
Lezione 8: Ombreggiatura, Casi speciali, Superficie lunare, Microscopio elettronico a scansione, Teorema di Green
In questa conferenza, il professore copre diversi argomenti relativi alla fotometria e all'ombreggiatura. Spiega la relazione tra irradianza, intensità e radianza e come vengono misurate e correlate. La conferenza introduce anche la funzione di distribuzione della riflettanza bidirezionale (BRDF) per spiegare come l'illuminazione influisce sull'orientamento e sul materiale di una superficie. Il docente discute ulteriormente le proprietà di una superficie lambertiana ideale e le sue implicazioni per misurare la luce in entrata ed evitare confusione quando si tratta della reciprocità di Helmhotz. La lezione copre anche il processo di conversione da gradiente a vettore unitario e come si collega alla posizione della sorgente luminosa. Infine, la lezione spiega come la misurazione della luminosità può determinare la pendenza o la direzione della pendenza di una superficie.
La conferenza copre vari argomenti relativi all'ottica e alla visione artificiale. Il professore discute l'uso della forma dalle tecniche di ombreggiatura per ottenere un profilo della superficie di un oggetto per determinarne la forma. Quindi passa alla discussione degli obiettivi e giustifica l'uso della proiezione ortografica. Il docente parla anche della rimozione della proiezione prospettica nella visione artificiale costruendo obiettivi telecentrici e dimostra vari trucchi per compensare le aberrazioni dovute alla variazione dell'indice di rifrazione del vetro con le lunghezze d'onda. Infine, il relatore introduce il concetto di proiezione ortografica, che semplifica alcuni dei problemi legati alla proiezione prospettica.
Lezione 9: Shape from Shading, General Case - From First Order Nonlinear PDE to Five ODEs
Lezione 9: Shape from Shading, General Case - From First Order Nonlinear PDE to Five ODEs
Questa conferenza copre l'argomento della forma dall'ombreggiatura, un metodo per interpretare le forme degli oggetti utilizzando le variazioni di luminosità dell'immagine. Il docente spiega il processo di microscopia elettronica a scansione, in cui un collettore di elettroni secondario viene utilizzato per misurare la frazione di un fascio di elettroni in arrivo che lo fa tornare indietro, consentendo la stima della pendenza della superficie. La conferenza discute anche l'uso di integrali di contorno, momenti e minimi quadrati per stimare le derivate di superficie e trovare la superficie più piccola dato il rumore di misura. Il relatore deriva cinque equazioni differenziali ordinarie per la forma dal problema dell'ombreggiatura e spiega anche il concetto dell'operatore laplaciano, che viene utilizzato nelle operazioni di elaborazione delle immagini.
In questa conferenza su "Forma dall'ombreggiatura", il relatore discute vari approcci per risolvere le equazioni per la soluzione dei minimi quadrati per modellare dall'ombreggiatura. Il docente spiega diverse tecniche per soddisfare la condizione laplaciana, regolare i valori dei pixel e ricostruire le superfici utilizzando misurazioni dell'immagine e calcoli della pendenza da punti diversi. La lezione copre gli argomenti dei valori iniziali, trasformata di rotazione e trasformata inversa attraverso meno theta. Il docente conclude con una discussione sulla generalizzazione di queste equazioni per mappe di riflettanza arbitrarie e sull'importanza di esaminare le immagini del microscopio elettronico a scansione per fornire esempi concreti di interpretazione dell'ombreggiatura.
Lezione 10: Espansione caratteristica delle strisce, forma dall'ombreggiatura, soluzioni iterative
Lezione 10: Espansione caratteristica delle strisce, forma dall'ombreggiatura, soluzioni iterative
In questa lezione, l'istruttore copre l'argomento della forma dall'ombreggiatura utilizzando le misurazioni della luminosità nel concetto di formazione dell'immagine. Ciò comporta la comprensione dell'equazione dell'irradianza dell'immagine, che mette in relazione la luminosità con l'orientamento della superficie, l'illuminazione, il materiale della superficie e la geometria. Spiegano il metodo per aggiornare le variabili p e q utilizzando due sistemi separati di equazioni che si alimentano a vicenda e tracciando un'intera striscia utilizzando il gradiente di luminosità. La conferenza discute anche le sfide della risoluzione di PDE non lineari di primo ordine e diversi metodi per passare da un contorno all'altro mentre esplori la superficie. Infine, l'istruttore discute l'implementazione della caratteristica espansione della striscia e perché un approccio sequenziale potrebbe non essere il metodo migliore, raccomandando la parallelizzazione e controllando la dimensione del passo.
Nella lezione 10, il professore discute vari metodi per risolvere i problemi di forma dall'ombreggiatura, compreso l'utilizzo di punti stazionari sulla superficie e la costruzione di una forma a calotta attorno ad essa per stimare la forma locale. Il docente introduce anche il concetto di confine occlusivo, che può fornire le condizioni di partenza per le soluzioni, e discute i recenti progressi nelle soluzioni di calcolo per il problema dei tre corpi utilizzando sofisticati metodi di analisi numerica. Inoltre, la conferenza tocca l'argomento dei metodi di visione artificiale industriale e i relativi modelli che saranno discussi nella lezione successiva.
Lezione 11: Edge Detection, Subpixel Position, CORDIC, Line Detection (brevetto USA 6408109)
Lezione 11: Edge Detection, Subpixel Position, CORDIC, Line Detection (brevetto USA 6408109)
Questo video di YouTube intitolato "Lecture 11: Edge Detection, Subpixel Position, CORDIC, Line Detection (US 6,408,109)" copre diversi argomenti relativi al rilevamento dei bordi e alla posizione dei subpixel nei sistemi di visione artificiale. Il relatore spiega l'importanza dei brevetti nel processo di invenzione e come vengono utilizzati nelle guerre dei brevetti. Discutono anche di vari operatori di rilevamento dei bordi e dei loro vantaggi e limiti. Il video include spiegazioni dettagliate delle formule matematiche utilizzate per convertire le coordinate cartesiane in coordinate polari e determinare la posizione del bordo. Il video si conclude discutendo l'importanza di scrivere rivendicazioni ampie e ristrette per i brevetti e l'evoluzione della legge sui brevetti nel tempo.
Nella lezione 11, il relatore si concentra su diverse molecole computazionali per il rilevamento dei bordi e la stima delle derivate, con un'enfasi sull'efficienza. Vengono presentati gli operatori Sobel e Roberts Cross per il calcolo della somma dei quadrati dei gradienti, con variazioni nella formula e nella tecnica discusse. Per ottenere una precisione subpixel, vengono utilizzati più operatori e vengono presentate tecniche come l'adattamento di una parabola o l'utilizzo di un modello triangolare per determinare il picco della curva. Inoltre, la conferenza discute alternative alla quantizzazione e problemi con la direzione del gradiente su una griglia quadrata. Nel complesso, la conferenza sottolinea l'importanza di considerare molti dettagli per ottenere buone prestazioni per il rilevamento dei bordi.