Projektbeschreibung

Kameras zur Bildgewinnung werden immer günstiger, gleichzeitig steigt die für die Bildauswertung zur Verfügung stehende Rechenkapazität. In der Folge bietet sich die Möglichkeit, Kamera-Arrays anstelle einzelner Kameras zum Bildeinzug zu verwenden. Dabei besteht die Erwartung, dass ein Sensorsystem, das sich auf mehrere Kameras stützt, durch die breitere Datenbasis eine höhere Leistung erzielen kann als ein klassisches Ein-Kamera-System.
Am Lehrstuhl für Interaktive Echtzeitsysteme (IES) wurde in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Informations- und Datenverarbeitung (IITB) ein System entwickelt, das mit neun Kameras in Form einer 3x3-Matrix arbeitet. Die Anordnung der Kameras führt zu einer Beobachtung der Szene aus unterschiedlichen Positionen. Zusätzlich können die Kameras mit verschiedenen Parametern betrieben werden: Brennweite der Abbildungsoptik, Fokuseinstellung, Belichtungszeit, Blende, Aufnahmezeitpunkt sowie Einsatz von Spektral- und Polarisationsfiltern.

Ziel des Projekts war, durch Fusion multivariater Bildserien (kombinierte Stereo-, Fokus-, Spektral-, Polarisationsserien) die möglichst vollständige Inspektion einer Szene zu erzielen in Bezug auf:

Geometrische Eigenschaften (etwa zur 3-D-Vermessung, Volumenbestimmung, Defekterkennung usw.)
Spektrale Eigenschaften (Farbe, Farbfehler)
Dielektrische Eigenschaften (Polarisation)

Als Beispiel wurden die Fusion von Stereo- und Fokusserien und Stereo- und Spektralserien zur geometrischen Szenenrekonstruktion realisiert. Einzelheiten können den Veröffentlichungen zum Thema entnommen werden.

Beispiel: Fusion von Stereo- und Spektralserien zur Tiefenrekonstruktion

Tiger

Veröffentlichungen
Titel	Autoren	Quelle
Fusion multivariater Bildserien am Beispiel eines Kamera-Arrays	Gheţa, I.	Dissertation, Schriftenreihe Automatische Sichtprüfung und Bildverarbeitung, Bd. 2, KIT Scientific Publishing, 2011.
3D Fusion of Stereo and Spectral Series Acquired with Camera Arrays	Gheţa, I.; Heizmann, M.; Beyerer, J.	Zheng, Y. (Hrsg.), Image Fusion and Its Applications, S. 73-92, InTech, 2011.
3D-Rekonstruktion aus kombinierten Stereo- und Spektralserien	Gheta, I.; Höfer, S.; Heizmann, M.; Beyerer, J.	Puente León, F.; Heizmann, M. (Hrsg.), Forum Bildverarbeitung, S. 289-300, KIT Scientific Publishing, 2010.
A novel approach for the fusion of combined stereo and spectral series	Gheta, I.; Höfer, S.; Heizmann, M.; Beyerer, J.	Fofi, D.; Niel, K. (Hrsg.), Image Processing: Machine Vision Applications III, IS&T/SPIE Electronic Imaging, Proceedings of SPIE, Bd. 7538, 2010.
The Mumford-Shah Functional and its Applications in Image Processing: the Image Registration Case	Gheta, I.	Technischer Bericht IES-2009-02. In: Beyerer, J.; Huber, M. (Hrsg.), Proceedings of the 2009 Joint Workshop of Fraunhofer IOSB and Institute for Anthropomatics, Vision and Fusion Laboratory, S. 17-30, KIT Scientific Publishing, 2009.
Methoden der 3-D-Vermessung von Oberflächen	Heizmann, M.; Gheta, I.	Bauer, N. (Hrsg.), Handbuch zur Industriellen Bildverarbeitung, 2. Auflage, S. 159-168, Fraunhofer-Allianz Vision, Fraunhofer IRB Verlag, 2008.
3D-Informationserfassung aus Stereo- und Spektralserien	Gheta, I.; Heizmann, M.; Mathias, M.; Beyerer, J.	Tagungsband des XXII. Messtechnischen Symposiums, S. 157-168, Shaker Verlag, 2008.
Fusion kombinierter Stereo- und Fokusserien zur 3D-Rekonstruktion	Gheta, I.; Heizmann, M.; Beyerer, J.	tm - Technisches Messen 75 Nr. 7-8, S. 445-454, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2008.
Bayesian Fusion of Multivariate Image Series to Obtain Depth Information	Gheta, I.; Heizmann, M.; Beyerer, J.	Proceedings of Fusion 2008, S. 1731-1737, 2008.
Bayesian Methods for Image Fusion	Beyerer, J.; Heizmann, M.; Sander, J.; Gheta, I.	Stathaki, T. (Hrsg.), Image Fusion: Algorithms and Applications, S. 157-192, Academic Press, 2008.
Fusion of combined stereo and spectral series for obtaining 3D information	Gheta, I.; Mathias, M.; Heizmann, M.; Beyerer, J.	Multisensor, Multisource Information Fusion: Architectures, Algorithms, and Applications, Proceedings of SPIE 6974, 2008.
Bildfusion zur 3D-Rekonstruktion schwieriger Szenen	Gheta, I.; Heizmann, M.; Beyerer, J.	Puente León, F.; Heizmann, M. (Hrsg.), Bildverarbeitung in der Mess- und Automatisierungstechnik, VDI-Berichte Nr. 1981, S. 79-90, VDI-Verlag, Düsseldorf, 2007.
Methoden der 3-D-Vermessung von Oberflächen	Heizmann, M.; Gheta, I.	Bauer, N. (Hrsg.): Handbuch zur Industriellen Bildverarbeitung, Fraunhofer-Allianz Vision, Erlangen, S. 159-168, 2007.
A New Approach for Estimating Depth by Fusing Stereo and Defocus Information	Gheta, I.; Frese, C.; Heizmann, M.; Beyerer, J.	37. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI): INFORMATIK 2007 - Informatik trifft Logistik, Bd. 1, S. 26-31, 2007.
Depth Map Estimation from Flight Image Series using Multi-View Along-Track Stereo	Gheta, I.; Frese, C.; Krüger, W.; Saur, G.; Heinze, N.; Heizmann, M.; Beyerer, J.	Grün, A.; Kahmen, H. (Hrsg.), Optical 3-D Measurement Techniques, Zürich, Bd. 2, S. 119-125, 2007.
Fusion of Combined Stereo and Focus Series for Depth Estimation	Gheta, I.; Frese, C.; Heizmann, M.	INFORMATIK 2006, Informatik für Menschen, Band 1, C. Hochberger, R. Liskowsky (Hrsg.), Beiträge der 36. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI), S. 359-363, 2006.
Robust Depth Estimation by Fusion of Stereo and Focus Series Acquired with a Camera Array	Frese, C.; Gheta, I.	Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Multisensor Fusion and Integration for Intelligent Systems (MFI06), Heidelberg, S. 243-248, 2006.
Fusion von Stereo- und Fokusserien	Gheta, I.	Sensoren und Meßsysteme 2006, Vorträge der 13. ITG/GMA Fachtagung, VDE-Verlag, Berlin, S. 353-356, 2006.
Fusion von Bildserien in der automatischen Sichtprüfung	Heizmann, M.; Gheta, I.	INFORMATIK 2005, Informatik Live!, Band 2, A. B. Cremers, R. Manthey, P. Martini, V. Steinhage (Hrsg.), Beiträge der 35. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI), 19.-22.09.2005 in Bonn, S. 322-326, 2005.