Sustav sažimajućeg očitavanja za rekonstrukciju svjetlosnog polja

master's thesis

• Title (english): Compressive Sensing System for Light Field Reconstruction
• Author: Filip Cimermančić
• Mentor: Damir Seršić (mentor)
• Committee member: Damir Seršić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Mladen Vučić (član povjerenstva)
• Committee member: Tomislav Petković (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2019-07-10, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Computing

Abstract

Svjetlosno polje \engl{light field} je zapis snimane scene koji osim intenziteta piksela pruža i informaciju o smjeru upada zraka svjetlosti na fotosenzor kamere. Dodatne informacije o sceni omogućuju veći spektar tehnika analize slike nakon snimanja, uključujući i detekciju dubine. Glavni nedostatak svjetlosnog polja je mala rezolucija finalne slike. Sustav opisan u ovom radu predlaže rješenje problema niske rezolucije slike korištenjem sažimajućeg očitavanja \engl{compressive sensing} kojim se iz malog broja mjerenja može značajno podići rezolucija finalne slike. Osim sažimajućeg očitavanja, koristila se i transportna matrica svjetla kao alat za implementaciju dualnog vida. Također, opisana je i detekcija dubine pomoću fundamentalne matrice i mape dispariteta. Za akviziciju svjetlosnog polja korištena je Lytro Illum kamera koja koristi polje mikroleća između glavne velike leće i fotosenzora kako bi sačuvala informaciju o smjeru upadu zraka svjetlosti. U sustavu se koristio i visokorezolucijski projektor za projiciranje kalibracijskih i mjernih uzoraka na scenu. Opisana su dva eksperimenta, jedan za rekonstrukciju sažimajućim očitavanje, drugi za detekciju dubine. Prikazani su rezultati eksperimenata i navedeni su prijedlozi za poboljšanja njihovih rezultata. Spomenuti prijedlozi predlažu nove konfiguracije scene, optimalnu poziciju kamere i spajanje dvaju eksperimenata u jedan. Takvo spajanje rezultiralo bi detekcijom dubine u visokorezolucijskim snimkama svjetlosnog polja.

Abstract (english)

Light field is a record of a scene that, in addition to the pixel intensity, also provides information on the direction of the light beam on the camera's photosensor. Additional scene information allows a wider range of image post processing, including depth detection. Main disadvantage of light field images is low resolution of the final image. The system described in this thesis suggests a solution to the low image resolution problem by using compressive sensing, which can significantly increase the resolution of the final image from a small number of measurements. In addition to compressive sensing, the light transport matrix was used as a tool for dual photography implementation. Also, depth detection is described using a fundamental matrix and disparity map. The Lytro Illum camera was used to capture the light field. It uses the microlens field between the main lens and the photosensor to acquire information about the direction of the light beam. Also, a high-resolution projector was used in the system for projecting calibration and measurement samples on the scene. Two experiments are presented, one for compressive sensing reconstruction, another for depth detection. Results of both experiments are presented and commented alongside suggestions for results improvement. These suggestions include new scene configurations, optimal camera position, and merging two experiments into one. New system would result in depth detection from high-resolution light field images.

• Keywords: svjetlosno polje; sažimajuće očitavanje; Lytro; detekcija dubine
• Keywords (english): light field; compressive sensing; Lytro; depth detection
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:618801
• Study programme: Title: Information and Communication Technology; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka informacijske i komunikacijske tehnologije (magistar/magistra inženjer/inženjerka informacijske i komunikacijske tehnologije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2020-01-07 17:13:54