ارزیابی و پیاده سازی روش کمترین مربعات توافقی در تشخیص نقاط متناظر تصاویر استریو
چکیده
تولید سطح سه بعدی اشیا و زمین به صورت اتوماتیک از مباحث مطرح در فتوگرامتری و دید ماشینی در دهه های اخیر بوده است. در روش تناظریابی سطح مبنا (area based) با روش کمترین مربعات تاکنون دو استراتژی اساسی مطرح گردیده است. اولین استراتژی توسط gruen با نام تناظریابی کمترین مربعات توافقی در سال 1984 پیشنهاد شد. در این روش، تناظریابی در فضای تصویر بر روی پیکسلها صورت می گیرد و همزمان معادله شرط هم خطی بعنوان شرط اضافی (constraint) حل می شود. در استراتژی دوم که توسط helava و ebner هر یک به صورت جداگانه در سال 1988 پیشنهاد گردید، تناظریابی در فضای شی بر روی obselها (object surface element) صورت می گیرد و معادلات شرط هم خطی با معادلات تناظریابی ادغام می شود. هدف این پایان نامه فرمولسازی، پیاده سازی و ارزیابی روش تناظریابی کمترین مربعات توافقی [alsm] بوده است. به همین منظور در این پایان نامه هر دو روش اشاره شده پیاده سازی گردیده است و با استفاده از تصاویر هوایی متفاوت و تولید مدل رقومی زمین، هر دو روش با یکدیگر از نظر شعاع همگرایی، دقت و سرعت مقایسه شده اند. در فرمولسازی روش تناظریابی کمترین مربعات توافقی استفاده از معادلات شرط هم خطی به صورت قید در کنار معادلات تناظریابی به عنوان روش اصلی برای حل معادلات پیشنهاد می گردد. با بکارگیری الگوریتم alsm بر روی نقاط signalized و بررسی مقدار خطای ارتفاعی حاصله، جذر خطای مربعی متوسط برابر 6/6 سانتی متر تعیین گردید. همچنین با پیاده سازی الگوریتم ebner بر روی همین نقاط و بررسی مقدار خطای ارتفاعی حاصله، جذر خطای مربعی متوسط برابر 7/23 سانتی متر تعیین گردید. با بررسی شعاع همگرایی مشخص شد که شعاع همگرایی روش alsm در حدود 9 الی 10 پیکسل و شعاع همگرایی روش ebner در حدود 5/5 الی 6 پیکسل است. این مساله بیانگر آن است که در حالت ایده آل، معادلات روش alsm به خوبی همگرا می شود. سرعت همگرایی (از لحاظ تعداد تکرار) در هر دو روش تقریبا یکسان است. در روش alsm مانند کلیه روشهای سطح مبنا در شرایطی که حجم اطلاعاتی محلی تصاویر، پایین است، معادلات در حل دچار مشکل می شوند. با انجام تست درتولید اطلاعات رقومی سطح در یک شبکه به ابعاد 5*5، جذر خطای مربعی متوسط برابر 589/0 متر تعیین گردید. بنابراین با توجه به تستهای انجام شده در این تحقیق، استفاده از روش تناظریابی کمترین مربعات توافقی به صورت یک روش مکمل در بهبود نتایج حاصله از یک روش عارضه مبنا به عنوان یک پیشنهاد اساسی مطرح می گردد.