Grundlagen der 3D-Bildverarbeitung (Er­fas­sung und Ver­ar­bei­tung von 3D-Da­ten)

Diese Veranstaltung wird im Sommersemester an­ge­bo­ten. Bitte verwenden Sie zum Download der Lehrmaterialien die mitgeteilten Zugangsdaten.

Vorlesungsmaterialien Sommersemester 2022


Die Vorlesungsmaterialien müssen in der Lehrveranstaltung vervollständigt werden.


Literaturempfehlungen

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Kapitel 0:

Einführungsvorlesung (freier Zugriff)
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Kapitel 1:

Ge­schicht­liches, phy­sio­lo­gische und psycho­lo­gische Grund­lagen der Tiefen­wahr­nehmung, 3D-As­pek­te in tech­nisch er­fas­sten Bil­dern

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Kapitel 2:

Tech­ni­sche Grund­an­sät­ze zur opti­schen 3D-Da­ten­er­fas­sung, Schwer­punkte der Vor­le­sung, An­wen­dungs­bei­spie­le
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Kapitel 3.1:

Geometrische Transformationen
(Iso­me­trien, Af­fi­ni­tä­ten und Pro­jek­ti­vi­tä­ten)

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Kapitel 3.2:

Projektiver Raum / homo­ge­ne Ko­ordi­na­ten, Alge­bra­ische Be­schrei­bun­gen kon­kre­ter geo­me­tri­scher Ab­bil­dungs­pro­bleme
(Zen­tral- und Pa­ral­lel­pro­jek­tion)

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Kapitel 3.3:

Optische Grundlagen

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Kapitel 4.1:

Beschreibung und Ka­li­brie­rung von Mess­ka­me­ra­an­ord­nun­gen
(Lochkameramodell, Tsai-Mo­del­lie­rung, tar­get­be­zo­gene und szenenbe­zo­gene Kali­brie­rung)

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Kapitel 4.2:

Kor­respondenz­ana­ly­sen in Mehr­kamera­an­sich­ten:
An­nah­men und Ein­schrän­kun­gen für die Kor­res­pon­denz­suche (Con­straints)

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Kapitel 4.3:

Verfahrensüberblick zur pixelwert­ba­sierten Kor­res­pon­denz­ana­ly­se (lo­kal, glo­bal, semi-glo­bal), Prinzip der neuronalen Korrespondenzanalyse und des merk­mal­ba­sier­ten Vor­gehens

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Kapitel 5.1:

Verfahren der ak­ti­ven, op­tisch geo­me­tri­schen 3D-Da­ten­er­fas­sung:
struk­tu­rier­tes Licht & Mus­ter­pro­jek­tion (Grund­la­gen)

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Kapitel 5.2:

Verfahren der ak­ti­ven, op­tisch geo­me­tri­schen 3D-Da­ten­er­fas­sung:
struk­tu­rier­tes Licht & Mus­ter­pro­jek­tion (Sys­teme und Systemkalibrierung)

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Kapitel 6:

Sub­pixel­ge­naue Be­stim­mung von Bildstruk­tur­or­ten:
photo­gram­me­tri­sche Aus­wer­tung von Punkt- und Kan­ten­ob­jek­ten

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Kapitel 7.1:

Monokulare An­sätze zur 3D-Datenerfassung 1:
Shape from Mo­tion (Opti­scher Fluss), Shape from Sha­ding, Shape from Tex­ture

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Kapitel 7.2:

Monokulare An­sätze zur 3D-Datenerfassung 2:
Auswertung von Fokus­se­rien, Shape from Fo­cus (Ver­fah­ren der Fokus­va­ria­tion)

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Prüfungsschwerpunkte / -hinweise (Stand 27.06.22)

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Übungsmaterialien Sommersemester 2022


Die Übungsmaterialien müssen in der Lehrveranstaltung ergänzt werden.


Übung 1:

Vereinbarungen zu Koor­di­na­ten­sys­temen, Win­keln und Strecken, Physio­lo­gie der mensch­lichen Tiefen­wahr­nehmung (Bonushausaufgabe 6%)

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Übung 2:

Projektive Räume und homo­ge­ne Ko­or­di­na­ten, geo­me­tri­sche Trans­for­ma­tio­nen (Bonushausaufgaben 6%)

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Übung 3:

Tsai-Ka­mera­mo­dell in / für bin­o­ku­la­re/n An­ord­nun­gen / Con­straints (Bonushausaufgabe 8%)

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Übung 4:

Bin­o­ku­la­re An­ord­nun­gen, bino­ku­la­re 3D-Re­kon­struk­tion, Kor­res­pon­denz­ana­lyse

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Übung 5 / Praxisübung 1:

Sys­teme zur flächen­haf­ten 3D-Er­fas­sung und de­ren An­wen­dun­gen in der Mess­tech­nik, Me­di­zin­tech­nik und Qua­li­täts­siche­rung am Fachgebiet Qualitätssicherung und industrielle Bildverarbeitung
Datum: 23.06.; Ort: TU Ilmenau, FG QBV

Übung 6 / Praxisübung 2:

3D-Daten­er­fas­sung zur Arbeits­raum­über­wa­chung, Mensch-Ro­bo­ter-Ko­op­era­tion, De­fekt­er­ken­nung mit ak­ti­ven und pas­si­ven Ver­fahren, Gewin­nung von 3D-Da­ten mit Weiß­licht-Inter­fero­me­trie am ZBS e.V. Ilmenau
Datum: 07.07.; Ort: ZBS e.V.