DGPF Tagungsband 18 / 2009 1 Experimentelle Auswertung von Unsicherheitsmaßen auf relativen Posen für die Multikamerakalibrierung FERID BAJRAMOVIC 1 & JOACHIM DENZLER 2 Zusammenfassung: Beim Zusammensetzen relativer Posen zur extrinsischen Kalibrierung eines Multikamerasystems können mittels informationstheoretischer Unsicherheitsmaße verlässliche relative Posen ausgewählt werden. Dadurch lässt sich die Genauigkeit der resultierenden Kalibrierung deutlich verbessern. In dieser Arbeit werden quantitative experimentelle Untersuchungen solcher Unsicherheitsmaße und des zugehörigen Kalibrieralgorithmus durchgeführt. Dabei wird analysiert, wie sehr die Unsicherheitsmaße mit dem Fehler in den geschätzten relativen Posen korrelieren. Außerdem wird der Vorteil dieser Auswahl relativer Posen im Vergleich zu einer naiven oder zufälligen Auswahl aufgezeigt, wobei auch der Einfluss mehrerer Parameter untersucht wird. Im Median wird eine Verbesserung um bis zu Faktor vier erreicht. 1 Einleitung Multikamerasysteme spielen im Rechnersehen (Computer Vision) eine zunehmend wichtige Rolle. Eine wichtige Voraussetzung für viele Anwendungen, wie 3-D-Rekonstruktion oder Multikameraobjektverfolgung, besteht darin, das Multikamerasystem zuvor zu kalibrieren. Bestehende Verfahren lassen sich anhand der verwendeten Eingabedaten grob in drei Klassen einteilen: 1. Musterbasiert: ein klassisches (planares) Kalibriermuster muss in allen Kameras sichtbar sein (ZHANG, 2000) oder die Posen mehrerer Kalibriermuster müssen zueinander bekannt sein (KITAHARA ET AL., 2001). 2. LED-basiert: ein einfach zu detektierendes, sich bewegendes Merkmal, wie z.B. eine LED in einem abgedunkelten Raum, wird über die Zeit hinweg aufgenommen (BAKER & ALOIMONOS, 2000, SVOBODA ET AL., 2005, CHEN ET AL., 2000, BARRETA & DANILIDIS, 2004). 3. Selbstkalibrierung (im weiteren Sinne): Bilder werden von einer unbekannten Szene aufgenommen, die typischerweise eine gewisse (unbekannte) 3-D- Struktur und Texturen enthalten muss (MARTINEC & PAJDLA, 2007, VERGÉS-LLAHÍ ET AL., 2008, BAJRAMOVIC & DENZLER, 2008B). Rein vom Standpunkt der Multiansichtengeometrie kann die Multikamerakalibrierung als Struktur-aus-Bewegungs-Teilproblem aufgefasst werden (HARTLEY & ZISSERMAN, 2003). Bei der Selbstkalibrierung mehrerer realer Kameras besteht allerdings das Problem, dass Punktkorrespondenzen automatisch aus Bildern mit stark unterschiedlicher Perspektive extrahiert werden müssen, was oft zu vielen Falschzuordnungen (Ausreißern) führt. Eine viel versprechende Teilklasse der Selbstkalibrierungsverfahren schätzt zunächst aus Punktkorrespondenzen relative Posen zwischen einigen Kamerapaaren und setzt diese 1 Ferid Bajramovic, E-Mail: ferid.bajramovic@informatik.uni-jena.de 2 Prof. Dr.-Ing. Joachim Denzler, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Fakultät für Mathematik und Informatik, Lehrstuhl für Digitale Bildverarbeitung, Ernst-Abbe-Platz 2, 07743 Jena, E-Mail: denzler@informatik.uni-jena.de , Internet: www.inf-cv.uni-jena.de