フォトグラメトリ関連の用語まとめ
概要
前回、COLMAPとOpenMVSを用いて、3Dシーンの再現を試してみた
写真(2D画像)から3Dシーンの再現について理解を深めるために、関連しそうな用語の整理をする
フォトグラメトリという用語をタイトルに使っているが、「写真測量法」という意味なので、的を得ていない感もあるが、伝わりやすいと思い使用している
用語
Photogrammetry
フォトグラメトリー
写真測量法
意味は「写真測量法」のようだが、可視光線カメラを用いて撮影した2D画像から、3Dのシーンやモデルを作成する、という意味で用いられることがあると感じる
コンピュータービジョン関連の記事では、Structure-from-Motion (SfM) や Multi-View Stereo (MVS)という、より具体的な用語の方が多く用いられる印象だ
3D reconstruction
3次元の再構築
現実のオブジェクトの形を捕捉するプロセス
Structure-from-Motion (SfM)
2D画像から、シーンの3D形状を推測する処理
複数の2D画像を必要とする
Mutiple view geometry (MVG)
多視点の機何(学)
epipolar geometry
エピポーラ幾何
Multi-View Stereo (MVS)
3枚以上の画像を使う場合
Bundle Adjustment (BA)
フォトグラメトリー、ステレオビジョンにおいて、バンドル調整(bundle adjustment)は、3D座標、相対モーションのパラーメータ、カメラのレンズの特徴の調整を同時に行う
正確ではないが、カメラで撮影された複数の画像からカメラの姿勢と画角などを推測(調整)する、と理解すれば、大きくは間違っていないと思われる
ライブラリ
他にもあると思われるが、以下の今回、確認したのは以下の3点
OpenMVGかCOLMAPで、SfMを行い、疎な点群を作り
OpenMVSでメッシュにすることができる
OpenMVG
以下の機能を提供するライブラリ
画像の編集
特徴量の記述(特徴量の抽出)とマッピング
カメラのモデル
multiple-view-geometry
Structure-from-Motion
密な点群を作るために、他のMultiple-View-Stereovision frameworkの入力にすることができる
COLMAP
Structure-from-Motion (SfM) and Multi-View Stereo (MVS)を行う汎用目的なパイプライン
主な機能は以下で、点群の生成まで一通り実行することができる
特徴点の抽出
マッチング
Bundle Adjustment
疎な点群の生成
密な点群の生成
GUIで操作できるのもありがたい
本格的バッチ処理はCUIで行いたいが、ちょっとした確認にはGUIの方が楽だ
OpenMVS
コンピュータービジョン科学者向けのライブラリ
特に、Multi-View Stereoによるシーンの再現の分野をターゲットにしている
密度の高い点群、面、テスクチャ付きの面を計算することを実現するライブラリ
カメラの姿勢のリスト、粗い点群、歪み補正された画像の入力を必要とする
Structure-from-Motionのツールで作られたものであれば処理できる
COLMAPの密な点群もサポートする(歪み補正された画像とプロジェクトファイル)
SfMをした後に作成したあと、メッシュにしたいときに利用できる
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