Erstellung eines Datensatzes zur Evaluierung von Stereo-Matching-Algorithmen

Abstract

Stereo-Matching-Algorithmen verfolgen das Ziel, Tiefeninformationen aus Stereobildpaaren anhand übereinstimmender Merkmale zu gewinnen. Durch die leicht voneinander abweichenden Blickwinkel (Views) der Stereobilder wird derselbe Szenenpunkt in den einzelnen Views an unterschiedlichen Pixelkoordinaten abgebildet. Das Ausmaß dieser Verschiebung wird als Disparität bezeichnet und stellt die Grundlage für die Gewinnung von Tiefeninformationen dar.<br />Zur quantitativen Evaluierung von Stereo-Matching-Algorithmen, ist die Verfügbarkeit von Referenzlösungen (Ground Truth) unerlässlich. Trotz aktiver Forschungstätigkeit im Bereich Stereo Matching existieren nur relativ wenige frei verfügbare Referenzlösungen, da ihre Erstellung ein sehr aufwändiger Prozess ist. Die Hauptanforderungen an Ground-Truth-Tiefenkarten sind eine hohe Exaktheit sowie eine hohe Dichte. In dieser Arbeit wird ein System zur Erstellung von Referenzdatensätzen für Stereo-Matching-Algorithmen vorgestellt, welches diesen Kriterien gerecht wird. Um die Komplexität der Zuordnung korrespondierender Merkmale zu erleichtern, wird die Methode der strukturierten Beleuchtung eingesetzt. Mit Hilfe einer Beleuchtungsquelle werden dabei für jede View nacheinander verschiedene Streifenmuster auf die Szene projiziert, wodurch eindeutige Pixelkodierungen erzeugt werden und Korrespondenzen zwischen den Views leichter zugeordnet werden können. Um die Verlässlichkeit und Exaktheit des Gesamtergebnisses zu erhöhen, werden zusätzliche Korrespondenzen zwischen der Geometrie der Beleuchtungsquelle und den beiden Views berechnet. Die Evaluierung der auf diese Weise gewonnenen Tiefenkarten anhand von manuell ermittelten Disparitäten zeigt, dass mit dem vorgestellten System subpixelgenaue Tiefenkarten erzielt werden können, die verlässliche Ground-Truth-Informationen darstellen.<br />