Kamera ve yapısallaştırılmış ışık kullanarak 3 boyutlu yüz ve vücut modelleme
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, HARİTA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: TAŞKIN ÖZKAN
Danışman: Bülent Bayram
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Yüz ve vücut modeli oluşturulmasına estetik cerrahi, bazı hastalıkların takip ve tanısı, vücut gelişimi ve değişimlerin gözlemlenmesi, bilgisayar oyunları ve simülasyon yazılımlarının geliştirilmesi gibi pek çok farklı alanda ihtiyaç duyulmaktadır. Profesyonel 3B modelleme sistemlerinin maliyetleri veri üretim hassasiyetine ve kullanılan donanım ve yazılımların niteliğine göre oldukça yüksek değerlere ulaşmaktadır. Sunulan tez çalışması kapsamında düşük maliyetlerle 3B yüz ve vücut modellerinin üretilebildiği bir yazılım geliştirilmiş ve geliştirilen yazılım ile elde edilen 3B modellerin doğruluk analizleri gerçekleştirilmiştir. Doğruluk analizlerinde kullanılacak olan referans 3B modellerin oluşturulması için aynı kişilere ait yüz ve vücutlar yapısallaştırılmış ışık ile modelleme yapan bir sistem olan David SLS-2 tarama sistemi ile taranmıştır. Fotoğraf kullanılarak 3B model elde edilmesi için geliştirilen yazılımla yoğun ve metrik doğruluğu yüksek verilerin üretilmesi amaçlanmıştır. Yazılımın girdi verisi olan fotoğrafların 3B nokta bulutu üretimine uygun olabilmesi için fotoğraf çekim geometrisi, kullanılan algoritmalara göre belirlenmiştir. Yüz ve vücut modeli elde edilmesi için normal alım geometrisine göre stereo olarak birden çok konumdan alınan görüntü çiftleri kullanılmıştır. Fotoğraf çekim işlemleri için üzerinde 60 mm makro objektif bulunmakta olan, 18 mega piksel çözünürlüğe sahip Canon 600D modeli fotoğraf makinesi kullanılmıştır. Yüz modelleme çalışmalarında ortalama fotoğraf alım uzaklığı 120 cm, vücut modelleme çalışmalarında ise ortalama 650 cm olmuştur. Sunulan tez çalışması kapsamında geliştirilen yazılım aracılığıyla 3456x5184 çözünürlükteki görüntü çiftleri kullanılarak, 3B koordinatlar üretilmiştir. Elde edilen 3B veride yüz ve vücuda ait kısımlarla beraber fotoğraf çekim alanına giren diğer objeler de bulunmaktadır. Sadece yüz ve vücut bölgelerinin elde edilebilmesi amacıyla otomatik olarak üretilen 3B nokta bulutunun düzenlenmesi gerekmektedir. Bu amaçla açık kaynak kodlu 3B nokta bulutu işleme yazılımları olan Cloud Compare ve Meshlab kullanılarak yüz ve vücuda ilişkin kısımlar manuel olarak ayrılmıştır. Çoklu stereo görüntülerden elde edilen 3B modellerin doğruluğunun belirlenmesi için geliştirilen yazılım ve David SLS-2 sistemi ile 5 kişinin yüzü, 2 kişinin de vücudu modellenerek elde edilen modeller karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma işlemi Cloud Compare yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yüz modelleme çalışmasında otomatik olarak üretilen ve hareket, saç, kaş gibi kaba hata kaynağı olan bölgelerin de dahil olduğu noktaların doğruluk oranı beş farklı yüz için ortalama % 86.02 olarak hesaplanmıştır. Benzer şekilde vücut için bu oran %76.22 olarak hesaplanmıştır. Sunulan tez çalışmasında çoklu stereo modeller kullanılarak tasarlanan bir fotoğraf çekim planı ile 3B yüz ve vücut modelleri elde edilebilen bir sistem geliştirilmiştir. Geliştirilen sistem ile elde edilen 3B modellerin doğruluk analizleri Cloud Compare yazılımı ile yapılarak sistemin ne kadar hassasiyette 3B modelleme ihtiyaçlarına cevap verebileceği ortaya konmuştur. Anahtar Kelimeler: 3B modelleme, fotogrametri, nokta bulutu, yüz modelleme, vücut modelleme