چکيده :
   هدف از اين پروژه استخراج پروفايل سه بعدي اجسام به استفاده از روش نور ساختار يافته ااست.   

 با توجه به بررسي هاي انجام شده نور ساختار يافته داراي مزاياي ويژه اي مي باشد . براي مثال  سيستمهاي مبتني بر اُپتيک معمولا داراي هزينه پايين تري هستند . همچنين سيستم هاي بينايي استرﻳو ( شامل دو دوربين ) يا استريو فتو گرامتري براي سنجش برد کوتاه داراي کاربردهاي زيادي مي باشد . اما اين سيستم در اندازه گيري فواصل کوتاه داراي نواقص و مشکلات مربوط به خود است  . اين مطلب  باعث شده روشهاي نور ساختار يافته در فواصل کوتاه بيشتر مورد توجه قرار گيرد . وجود کدينگ در نور ساختار يافته و کاربرد آن در تناظر يابي  باعث بالاتر رفتن ضريب اطمينان مي شود . براي راه اندازي اين سيستم نياز به يک پروژکتور LCD و يک دوربين تصوير برداري است که با توجه به الگو  از آن مي توان براي بازسازي اجسام متحرک نيز استفاده کرد . در اين ميان نقش اساسي را الگوريتم و نرم افزار نوشته شده براي پردازش ها و اندازه گيريها  برعهده دارد .  مراحل کاري اين  سيستم در فلوچارت به صورت کلي آورده شده است .

اين سيستم داراي کاربردهاي فراواني در استخراج مدل سه بعدي اجسامي از قبيل آثار هنري ، ايجاد مدل کامپيوتري از عروسکها و مجسمه ها در کاربردهاي انيميشن سازي دارد . همچنين داراي کاربردهاي قابل تطبيق، در سيستم هاي پزشکي و برخي مسائل صنعتي مانند مهندسي معکوس  نيز مي باشد .

فهرست مطالب:

چکيده . . .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    2


فصل اول : تئوري نور ساختار يافته و کاربردهاي بينايي سه بعدي

1-1- مقدمه . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   17

1-2- روشهاي غير فعال بينايي سه بعدي . . .. . . . . .   18 

1-2-1- روش استريوفتوگرامتري . . .  . . .. . . . .   18

1-3- روشهاي فعال بينايي سه بعدي . .  . . . . . . . . . . . .   19  

1-3-1- بکار گيري سنسور تماسي دربينايي سه بعدي . . . .   21 

1-3-2- بکار گيري سنسور غير تماسي دربينايي سه بعدي .. . .   22

1-3-2-1- روش ارسال امواج . . . . .. . . . . . . . . . . . . .  22

1-3-2-2- روش هاي انعکاسي. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .   23

1-3-2-2-1- رهيافتهاي غير اپتيکي در روشهاي انعکاسي . . 23

1-3-2-2-2- رهيافتهاي اپتيکي در روشهاي انعکاسي  . ..   23

1-3-2-2-2-1 رادار تصوير برداري. . . .. . . . . 24

 

1-3-2-2-2-2- روشهاي اينترفرومتريک . . . .. . . . . . . . . . .   26

1-3-2-2-2-3- استخراج عمق از طريق تمرکز بر روش فعال ...27

1-3-2-2-2-4- استريوي فعال . . . . . . . . . . . . . . . . . .   28 

1-3-2-2-2-5- راستراستريوفتوگرامتري  . .. . . . . . . . . .   28

1-3-2-2-2-6- سيستم مجتمع تصوير برداري  . . .  . .   29

1-3-2-2-2-7- تکنيک نور ساختار يافته . . . . . . ... . . . . . .  30

1-4- مقايسه روشها وتکنيکها و کاربردهاي آنها . .  . .  . . . . .  32

1-5- نتيجه گيري . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .    35 

فصل دوم : روشهاي مختلف کدينگ الگو

2-1- مقدمه . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .     37

2-2- روشهاي طبقه بندي کدينگ الگوهاي نوري  . . . . . . . . .    38

2-2-1- الگوهاي نوري از ديدگاه درجات رنگي . . . . .. . . . .     39

2-2-2- الگوهاي نوري از ديدگاه منطق کدينگ. . . . . . . . . .    40 

2-2-2-1- روشهاي مبتني بر الگوهاي چند زمانه (کدينگ زماني) . . . . . . . . . .     42   

2-2-2-1-1- کدينگهاي باينري. . . . .. . . . . . . . . .     42 

2-2-2-1-2-  کدينگ با استفاده از مفهوم n-ary. . . .  . . .    44

2-2-2-1-3-  کدينگ با استفاده از مفهوم انتقال مکاني. . . . 45

2-2-2-1-4-  کدينگ با استفاده از همسايگي. . . 46

2-2-2-2- روشهاي مبتني بر همسايگيهاي مکاني(کدينگ مکاني) . . . . . . . . .      48

2-2-2-2-1- کدينگهاي غير متعارف (ابتکاري) . . .     48 

2-2-2-2-2- کدينگ بر اساس دنباله De_Bruijn[1]. .. . . .   50 

2-2-2-2-3- کدينگ بر اساس منطق M-Arrays. . . . .    52 

2-2-2-3- کدينگ مستقيم . . . . .54

2-3- نتيجه گيري. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   55

 
فصل سوم :پياده سازي کدينگ و پردازش تصوير

3-1- مقدمه . . . . 57

3-2- توليد کلمه هاي رمز با استفاده از دنباله De_Bruijn.. . .  59

3-3-  تابش الگو و عکسبرداري. . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3-4- پردازش تصوير .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  66

3-4-1- دوسطحي سازي . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  68

3-4-2- تشخيص لبه ها و اسکلت بندي  . . . . . . . . . . . . . .   70

3-4-3- نازک سازي  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  74

3-4-4 نقاط تقاطع   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   75

3-4-5- شناسايي خطوط    . . . . . . . . . . . . . . . . .    78

3-5- نتيجه گيري   . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . .  82

فصل چهارم :

 شناسايي رنگ و حل مسئله تطابق و بازسازي سه بعدي

4-1- مقدمه . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   84

4-2- شبکه عصبي و شناسايي رنگ. . . . . . . . . . . . . .  86

4-2-1- مسئله تغيير رنگ  . . . . . .  . . . . . . . .  87

4-3- طراحي شبکه عصبي . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . . .  88


4-4- مسئله تطابق  . . . . . . . . . . . . .

4-5- بازسازي سه بعدي  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    99 

4-6- بررسي خطاهاي موجود. . . .. . . . . . . . . . . . .   103

4-6-1- تغيير رنگ و خروجي غير قطعي شبکه. . . . ..  .   103

4-6-2- ناپيوستگي هاي تصوير رنگي. . . . . . . . . . . . . . .   103

4-6-3-خطاي همپوشاني . . . . . . . . . . . . . . . . .   104

4-7- نتيجه گيري  . . . . . .. . . . . . . . . . . .   105

 

فصل پنجم : نتيجه گيري و پيشنهادات

5-1 مقدمه . . .  . . . . . . . . . . . . . . . .      107

5-2- انتخاب روش و پياده سازي . . . .. . . . . . . . . . . . .      108

5-3- پيشنهادات . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . .     108

 

پيوست الف : نرم افزار تهيه شده . . . . . .     111

پيوست  ب : مثلث بندي  . . . . . . . . . . . . . . . . . .      122

مراجع . . . . . .. . . . . . .      130