Monokulare Kopfposenschätzung basierend auf dem optischen Fluss und der Verfolgung stabiler Merkmale
-
Sebastian Vater
Sebastian Vater hat am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Maschinenbau studiert und ist seit Abschluss des Studiums als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Industrielle Informationstechnik tätig. Hauptarbeitsgebiete: Bildverarbeitung, Mensch-Maschine-Interaktion, Objektverfolgung und Signalverarbeitung.
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Industrielle Informationstechnik (IIIT), Hertzstraße 16, 76187 Karlsruhe, Tel.: +49-721-608-44518
und
Fernando Puente León
Fernando Puente León leitet das Institut für Industrielle Informationstechnik (IIIT) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Hauptarbeitsgebiete: Mess- und Automatisierungstechnik, Signalverarbeitung, automatische Sichtprüfung und Bildverarbeitung, Mustererkennung und Informationsfusion.
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Industrielle Informationstechnik (IIIT), Hertzstraße 16, 76187 Karlsruhe, Tel.: +49-721-608-44521
Zusammenfassung
Die monokulare erscheinungsbasierte Kopf”-po”-sen”-schät”-zung mittels des optischen Flusses leidet insbesondere bei großen Kopfdrehungen in die Bildebene hinein aufgrund des sogenannten Aperturproblems unter Stabilitätsproblemen. In dieser Arbeit wird zur Lösung des Problems eine unabhängige Schätzung der Kopfbewegung durch Berechnung einer projektiven Transformation basierend auf der Registrierung stabiler Punkte zwischen aufeinanderfolgenden Frames bestimmt. Um die Schätzung robuster zu gestalten, wird der optische Fluss mit Hilfe eines bewegungsabhängigen Regularisierungsterms stabilisiert. Die Auswahl geeigneter Punkte zur Berechnung der Transformation wird im Detail diskutiert und der Einfluss der bewegungsabhängigen Regularisierung auf die Konditionszahl der Hesse-Matrix sowie auf die Performanz des Systems untersucht. Die Ergebnisse werden anhand repräsentativer Referenzdatensätze validiert.
Abstract
Monocular appearance-based head pose estimation by means of optical flow computation suffers particularly under large out-of-plane head rotations from stability problems due to the so-called aperture problem. In this work an independent estimation of the head pose is performed by computation of a projective transformation based on the registration of stable features between consecutive frames to cope with this problem. The robustness of the estimation is enhanced by stabilizing the optical flow with a motion-dependent regularization term. The selection of suitable points to compute the transformation is discussed in detail as well as the influence of the motion-dependent regularization on the conditioning number of the Hessian matrix and the system's performance. Results of the proposed method are validated by means of representative reference data sets.
Über die Autoren
Sebastian Vater hat am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Maschinenbau studiert und ist seit Abschluss des Studiums als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Industrielle Informationstechnik tätig. Hauptarbeitsgebiete: Bildverarbeitung, Mensch-Maschine-Interaktion, Objektverfolgung und Signalverarbeitung.
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Industrielle Informationstechnik (IIIT), Hertzstraße 16, 76187 Karlsruhe, Tel.: +49-721-608-44518
Fernando Puente León leitet das Institut für Industrielle Informationstechnik (IIIT) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Hauptarbeitsgebiete: Mess- und Automatisierungstechnik, Signalverarbeitung, automatische Sichtprüfung und Bildverarbeitung, Mustererkennung und Informationsfusion.
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Industrielle Informationstechnik (IIIT), Hertzstraße 16, 76187 Karlsruhe, Tel.: +49-721-608-44521
©2017 Walter de Gruyter Berlin/Boston
Artikel in diesem Heft
- Frontmatter
- Editorial
- Forum Bildverarbeitung 2016
- Beiträge
- On the design of a fractal calibration pattern for improved camera calibration
- Compressive shape from focus based on a linear measurement model
- 3D reconstruction by a combined structure tensor and Hough transform light field approach
- Das baryzentrische Verhältnis als Invariante der projektiven Geometrie
- Simulation of microscopic metal surfaces based on measured microgeometry
- Automated surface inspection of small customer-specific optical elements
- Individualisierte optische Messtechnik basierend auf additiv gefertigten optischen Komponenten
- Monokulare Kopfposenschätzung basierend auf dem optischen Fluss und der Verfolgung stabiler Merkmale
- Ein intuitives kamerabasiertes System zur Assistenz sehbehinderter Menschen
Artikel in diesem Heft
- Frontmatter
- Editorial
- Forum Bildverarbeitung 2016
- Beiträge
- On the design of a fractal calibration pattern for improved camera calibration
- Compressive shape from focus based on a linear measurement model
- 3D reconstruction by a combined structure tensor and Hough transform light field approach
- Das baryzentrische Verhältnis als Invariante der projektiven Geometrie
- Simulation of microscopic metal surfaces based on measured microgeometry
- Automated surface inspection of small customer-specific optical elements
- Individualisierte optische Messtechnik basierend auf additiv gefertigten optischen Komponenten
- Monokulare Kopfposenschätzung basierend auf dem optischen Fluss und der Verfolgung stabiler Merkmale
- Ein intuitives kamerabasiertes System zur Assistenz sehbehinderter Menschen
