Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
305160		Photometric stereo considering highlights and shadows / Parlama ve gölgeleri gözönüne alan fotometrik stereo Yazar:SONER BÜYÜKATALAY Danışman: PROF. DR. UĞUR HALICI ; YRD. DOÇ. DR. ÖZLEM BİRGÜL Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering Dizin:	Onaylandı Doktora İngilizce 2011 150 s.
Objelerin görüntülerinden üç boyutlu (3B) şeklini geri çatma, bilgisayarlı görünün temelproblemlerinden biridir. 3B geri çatmanın, uydu görüntülemesinden malzeme bilimine, dünyaüzerindeki bir kıtadan, mikroskobik malzeme özelliklerine kadar pek çok alanda değişikuygulamaları bulunmaktadır. Bu uygulamalardan bir tanesi de, eski ama daha ç özülmemişbir adli bilim problemi olan otomatik silah tanıma sistemidir. Silah delili eşleştirme algoritmaları,silahların kovan ve mermi çekirdekleri üzerinde karakteristik izler bıraktığı gerçeğinedayanmaktadır. Bu izler yüzey malzeme özelliklerinden etkilenmeden sayısallaştırılmalıdır.3B şeklin doğruluğu, bütün tanıma başarımını en çok etkileyen değişkenlerden biridir. ç okyüksek ç özünürlüklü, doğru 3B veri dakikalar içinde oluşturulmalıdır. Fotometrik stereo(FS) yöntemi hızlı bir şekilde yüksek ç özünürlüklü geri çatım yapabilmektedir. Fakat ateşlisilah delillerinin metalik malzemelerinin ve yüzey topolojilerinin ürettiği gölge ve parlamalar,genel FS varsayımları ile uyuşmamaktadır. Bu doktora tezi kapsamında amacım,gölge ve parlamaları göz önüne alan FS kullanarak doğru, hızlı ve güvenilir bir 3B geriçatma akışı tasarlanması amaçlanmıştır. Bu yeni FS yönteminin, sadece balistik delillerile sınırlandırılmayıp, değişik yansıma ve doku özelliklerine sahip geniş bir objeler sınıfıiçinde kullanılabilecek bir geri çatım yöntemi olması amaçlanmaktadır. Bu amaçla, literatürdebulunan, hızlı çalışan maskeli FS yöntemleri sınıflandırılmış ve gerçekleştirilmiştir. Basitek maskeleme yöntemleri de önerilmiştir. Maskelerin oluşturduğu hatalı kenarları elemekiçin, ağrılıklı en küç ük kareler kestirimi kullanan, yeni bir ağırlıklı FS yöntemi sunulmuştur.Aynı zamanda, kalibrasyon süreçleri ve aydınlatma konfigürasyonları geliştirilmiştir. Yakınışıklardan kaynaklanan bozulmalar görüntü kalibrasyonları ile temizlenmiştir. Işık kaynağıkonumlandırma problemi için yapılan testlerden, çift zenit açılı aydınlatma seçiminin gölge veparlamaların olduğu durumlarda, en iyi tek zenit açılı seçimden daha iyi bir başarımı olduğusonucu elde edilmiştir. Çift zenit aydınlatma seçiminin sonucu, az bir ek hesaplama maliyetiile daha da iyileştirilmiştir. Bütün yöntemler önce, sentetik görüntüler kullanan kontrollükoşullarda test edilmiştir. Sonra aynı testler, değişen karakteristikteki gerçek objeler ve ateşlisilah delilleri üzerinde uygulanmıştır.
Three dimensional (3D) shape reconstruction that aims to reconstruct 3D surface of objectsusing acquired images, is one of the main problems in computer vision. There are manyapplications of 3D shape reconstruction, from satellite imaging to material sciences, consideringa continent on earth or microscopic surface properties of a material. One of theseapplications is the automated firearm identification that is an old, yet an unsolved problem inforensic science. Firearm evidence matching algorithms rely on the fact that a firearm createscharacteristic marks on surfaces of the bullets and the cartridge cases. These marks shouldbe digitized unaffected from different surface material properties of evidences. Accuracy of3D shape is one of the most important parameters affecting the overall identification performance.A very high resolution, accurate 3D data have to be reconstructed in the order ofminutes. Photometric stereo (PS) method is capable of reconstructing high resolution surfacesin a fast manner. But, the metallic material and the surface topology of the firearm evidencesgenerate highlights and shadows on their images that does not comply with the assumptionsof conventional PS. In the scope of this work, it is intended to design an accurate, fast androbust 3D shape reconstruction scheme using PS considering highlights and shadows. Thesenew PS procedures to be developed here should not be limited only to the ballistic evidencesbut they also could be used for a wider range of objects reflection properties and texture. Forthis purpose, masked PS methods which are quite fast when compared to other approaches,were classified and implemented. Simple additional masking methods are also proposed. Anovel weighted PS method, using weighted least square estimation, is presented to eliminatefalse edges created by the masks. Concurrently, the calibration processes and the illuminationconfiguration were improved. The disturbances due to close light sources were removedby image calibrations. From experimental tests to simulate the light positioning problem, itis concluded that the double zenith illumination configuration have better performance thanthe optimal single zenith illumination configuration, when the highlights and the shadows areconsidered. Double zenith illumination configuration results were further improved by theweighted normal PS with a small additional computation cost. All the implemented methodswere tested firstly on the controlled environment using synthetic images. Later the same testswere conducted on real objects with varying characteristics as well as the firearm evidences.