Abstracts Engineering

Make it Flat; Detektion och tillrättning av plana ytor i triangelmodeller

by Mikael Jonsson

The art of reconstructing a real-world scene digitally has been on the mind of researchers for decades. Recently, it has attracted more and more attention from companies seeing a chance to bring this kind of technology to the market. Digital reconstruction of buildings in particular is a niche that has both potential and room for improvement. With this background, this thesis will present the design and evaluation of a pipeline made to find and correct approximately flat surfaces in architectural scenes. The scenes are 3D-reconstructed triangle meshes based on RGB images. The thesis will also comprise an evaluation of a few different components available for doing this, leading to a choice of best components. The goal is to improve the visual quality of the reconstruction. The final pipeline is designed with two blocks - one to detect initial plane seeds and one to refine the detected planes. The first block makes use of a multi-label energy formulation on the graph that describes the reconstructed surface. Penalties are assigned to each vertex and each edge of the graph based on the vertex labels, effectively describing a Markov Random Field. The energy is minimized with the help of the alpha-expansion algorithm. The second block uses heuristics for growing the detected plane seeds, merging similar planes together and extracting deviating details. Results on several scenes are presented, showing that the visual quality has been improved while maintaining accuracy compared with ground truth data. ; Konsten att digitalt rekonstruera en verklig miljö har länge varit intressant för forskare. Nyligen har området även tilldragit sig mer och mer uppmärksamhet från företag som ser en möjlighet att föra den här typen av teknik till produkter på marknaden. I synnerhet är digital rekonstruktion av byggnader en nisch som har både stor potential och möjlighet till förbättring. Med denna bakgrund så presenterar detta examensarbete designen för och utvärderingen av en pipeline som skapats för att detektera och rätta till approximativt platta regioner i arkitektoniska miljöer. Miljöerna är 3D-rekonstruerade triangelmeshar skapade från RGB-bilder. Examensarbetet omfattar även utvärdering av olika komponenter för att uppnå detta, som avslutas med att de mest lämpliga komponenterna presenteras. Målet i korthet är att förbättra den visuella kvaliteten av en rekonstruerad modell. Den slutgiltiga pipelinen består av två övergripande block - ett för att detektera initiala plan och ett för att förbättra de funna planen. Det första blocket använder en multi-label energiformulering på grafen som beskriver den rekonstruerade ytan. Straffvärden tilldelas varje vertex och varje båge i grafen baserade på varje vertex label. På så sätt beskriver grafen ett Markov Random Field. Energin är sedan minimerad med alpha-expansion-algoritmen. Det andra blocket använder heuristiker för att låta planen växa, slå ihop närliggande plan och för att extrahera avvikande detaljer. Resultat på flera miljöer presenteras också för…