Depth Extraction of Convergent-Looking Stereo Images Based on the Human Visual System

인간시각체계에 기초한 교차시각 스테레오 영상의 깊이 추출

  • 이적식 (경기대학교 전자기계공학부 전자공학전공)
  • Published : 2002.04.01

Abstract

A camera model with optical axes parallel has been widely used for stereo vision applications. A pair of input ages are obtained from a convergent-looking stereo camera model based on the human visual system in this per, and each image is divided into quadrant regions with respect to the fixation point. The reasoning of quadrant partitions is based on the human visual system and is proven by a geometrical method. Image patches : constructed from the right and left stereo images. A modified cepstrum filter is applied to the patches and disparity vectors are determined by peak detection algorithm. The three-dimensional information for synthetic ages is obtained from the measured disparity and the convergent stereo camera model. It is shown that the experimental results of the proposed method for various stereo images are accurate around the fixation point like the human visual system.

현재까지 스테레오 시각 분야에서 사용된 카메라 구조는 대부분 두 광축이 평행한 시각 모델이였으나, 본 논문에서는 인간시각체계에 기반한 교차시각 스테레오 카메라 모델을 사용한다. 교차시각에서 획득한 스테레오 영상을 고정점에 대해서 4개의 영역으로 구분한다. 이러한 사분면 형태의 영역 분할 근거를 인간시각체계에서 살펴보고, 타당성을 기하학적으로 입증할 것이다. 그리고 분할된 한 쌍의 스테레오 영상으로부터 합성 영상 조각들을 형성한 후, 수정된 켑스트럼 작용과 피크 검출 알고리즘을 수행하여, 수평 및 수직 변위를 추출한다. 측정된 변위 벡터와 교차시각 스테레오 카메라 모델의 변수로부터 합성영상의 3차원 정보를 계산한다. 여러 스테레오 영상에 대해서 제안 방법의 결과가 인간시각체계처럼 고정점 부근에서 정확함을 보여주었다.

Keywords

References

  1. U. R. Dhond and J. K. Aggarwal, 'Structure from stereo-A review,' IEEE Trans. Systems, Man Cybernetics 19(6), PP. 1489-1510, 1989 https://doi.org/10.1109/21.44067
  2. G. A. Jones, 'Constraint, Optimation and Hierarchy: Reviewing Stereoscopic Corres-pondence of Complex Features,' Computer Vision and Image Understanding, Vol. 65, No. 1, PP. 57-78, 1997 https://doi.org/10.1006/cviu.1996.0482
  3. C. Capurro, F. Panerai and G. Sandini, 'Dynamic vergence using log-polar images,' International Joumal of Computer Vision 24(1), PP. 79-94, 1997 https://doi.org/10.1023/A:1007974208880
  4. 이용범, 최영수,윤종건,진성일, '양안식 능동시각장치의 자세 및 주시각 제어 연구,' 제11회 영상처리 및 이해에 관한 워크샵 발표 논문집, pp. 387-392, 1999
  5. 방태식, 이적식, ' 캡스트럴 필터를 이용한 교차시각 스테레오 영상의 3차원 정보추출,' 제11획영상처리 및 이해에 관한 워크샵 발표 논문집, pp. 299-304, 1999
  6. D. Papadimitriou and T. Dennis, 'Epipolar line estimation and rectification for stereo images,' IEEE Trans. Imaee Processing, 3(4): 672-676, April 1996
  7. G. C. DeAngelis, I. Ohzawa and R. D. Freeman, 'Depth is encoded in the visual cortex by a specialized receptive Beld structure,' Nature 352, PP. 156-159, 1991 https://doi.org/10.1038/352156a0
  8. D. J. Fleet, H. Wagner and D. J. Heeger, 'Neural Encoding of Binocular Disparity: Energy Models, Position Shifts and Phase Shifts,' Vision Research 36, PP. 1839-1858, 1996 https://doi.org/10.1016/0042-6989(95)00313-4
  9. Y. Yeshurun and E. L. Schwartz, 'Cepstral filtering on a columnar image architecture: A fast algorithm for binocular stereo Segmentation,' IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 11, No. 7, pp. 759-767, July 1989 https://doi.org/10.1109/34.192471
  10. 이적식, '교차 시각 스테레오 카메라 모델 해석,' 대한전자공학회 논문지, 제33권 10호, pp. 50-62,1996
  11. B. Pansky, D. Allen, G. Budd, Review of Neuroscience, 2nd Edition, McGraw-Hill, 1988
  12. E. L. Schwartz, 'Spatial mapping in the primate sensory projection: analytic structure and relevance to perception,' Biological Cybernetics, Vol. 25, PP. 181-194, 1977 https://doi.org/10.1007/BF01885636
  13. M. W. Matlin and H. J. Foley, Sensation and Perception, Allyn and Bacon, 1992
  14. R. F. Thompson, The Brain: A Neuroscience Primer, W. H. Freeman and Company, New York, 1993
  15. I. P. Howard and B. J. Rogers, Binocular Vision and stereopsis, Oxford University Press, New York, 1995
  16. S. Sinclair, How Animals See: Other Visions of Our World, Croom Helm, England, 1985
  17. P. Smith and N. Nandhakumar, 'An Improved Power Cepstrum Based Stereo Correspondence Method for Textured Scenes,' IEEE Trans. PAMI, Vol. 18, No. 3, March 1996