This dissertation introduces an effective representation method of 3D shape and texture which will be called DoSurface/ToSurface (Depth/Texture on Surface) and a depth estimation algorithm which is appropriate to the representation in image-based rendering environment using multi-view input images. On this framework, we will show that this representation is also useful for object reconstruction.
While conventional reconstruction methods focus on the estimation of 3D information only, we consider compactness and effectiveness of the information, and reconstruction results as well. DoSurface/ToSurface represents 3D information on intermediate surface by multiple-projection to that surface. It is also a good directing post for mesh generation of 3D reconstruction.
We first suggest DoSurface/ToSurface representation of 3D information. Although a projection method of 3D information to cylinder surface has been suggested, it has a disadvantage that inner surface of an object is not represented. In DoSurface/ ToSurface representation, depth values in pre-defined positions are obtained, unnecessary information is removed and surface of 3D object is represented without any loss of information.
Secondly, a depth estimation algorithm, named as Projected Line Search (PLS) algorithm, suitable for DoSurface is suggested as well. PLS is faster and more accurate than other space carving algorithms because it directly computes the surface position of an object.
Thirdly, a fast algorithm of filtering for DoSurface is suggested. The proposed method reduces a considerable amount of execution time and it requires only the small memory.
Fourthly, DoSurface/ToSurface is applied to reconstruction process, and we search a mesh generation method suitable for this representation. It will be shown that the representation is also useful for reconstruction.
본 논문은 다중 시점 입력 영상들을 사용하는 영상 기반 렌더링 환경에서, 3차원 정보의 모양 및 텍스쳐 정보를 표현하는 효율적인 표현 방법인 DoSurface/ToSurface (Depth/Texture on Surface)를 소개한다.
기존의 복원 기법들이 3차원 정보의 추정에 더 많이 초점을 맞추는 반면에, 여기에서는 3차원 정보들의 양과 효율성 및 그에 따른 복원 성능까지 고려한다. DoSurface/ToSurface는 깊이 및 텍스쳐 정보를 중간 평면으로 다중 사영해서 표현하는데, 복원을 위한 메쉬(mesh) 생성을 위해서도 좋은 지표가 된다.
본 논문은 첫째로, DoSurface/ToSurface의 정의에 대해서 기술한다. 이것은 불필요한 정보를 제거하고 미리 정의된 위치에서 깊이 정보를 얻기 때문에, 내부 영역에 대한 정보 손실 없이 3차원 물체를 표현한다.
둘째로, 새로운 표현 방법에 적합한 깊이 추정 알고리즘인 사영 선분 탐색 기법(PLS)을 제안한다. PLS는 기존의 볼륨 조각 기법에 비해서 물체의 외곽 위치를 직접적으로 계산하기 때문에, 더 빠르고 정확한 결과를 얻을 수 있다.
셋째로, DoSurface에 적합한 필터링의 빠른 알고리즘을 제안한다. 이 방법은 DoSurface가 가지는 적은 메모리를 유지한 채로, 필터링에 소요되는 수행 시간을 상당히 줄이도록 한다.
마지막으로, 제안한 표현 방법을 복원 과정에 적용해서, 복원 전 과정에 걸쳐서 불필요한 수행 과정을 줄여주고, 3차원 물체의 적절한 모양 및 텍스쳐 정보를 효과적으로 복원하는 것을 보여준다. 수치적인 성능 테스트를 통해서 기존의 기법들에 비해서 수행 속도 및 복원 성능이 개선됨을 확인할 수 있다.
