Rekonstruksi Citra 3D Permukaan Dasar Laut Menggunakan Multiview Camera Berbasis Registrasi Citra

Andono, Pulung Nurtantio (2014) Rekonstruksi Citra 3D Permukaan Dasar Laut Menggunakan Multiview Camera Berbasis Registrasi Citra. Doctoral thesis, Insititut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 2209301015_Desertation_Thesis.pdf Download (4MB)

Abstract

Rekonstruksi obyek 3D merupakan salah satu bidang penelitian dari computer vision yang banyak diteliti. Beberapa penelitian rekonstruksi obyek 3D menggunakan konsep stereo vision berbasis registrasi citra. Dalam penelitian ini konsep stereo vision berbasis registrasi citra tersebut digunakan untuk melakukan rekonstruksi 3D permukaan dasar laut yang bermanfaat untuk pemetaan dasar laut. Permasalahan dari penelitian ini disebabkan oleh hamburan cahaya matahari, gelombang air laut yang membuat pengambilan citra tidak stabil sehingga mempengaruhi kualitas citra bawah laut dan bentuk obyek-obyek dasar laut yang beraneka macam. Kendala-kendala tersebut berpengaruh terhadap hasil rekonstruksi 3D obyek-obyek permukaan dasar laut. Tahapan pertama dari penelitian ini adalah kalibrasi kamera di dalam laut agar didapatkan focal length kamera yang cocok untuk kondisi tersebut menggunakan metode Zhang. Hasil eksperimen pada tahapan pertama didapat bahwa terjadi perbedaan nilai focal length kamera pada kalibrasi yang dilaku kan di bawah laut dan kalibrasi kamera yang dilakukan di darat sebesar 36%. Tahapan kedua adalah emperbaiki kualitas registrasi citra 2D dengan menerapkan CLAHE (Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization). Hal ini dilakukan untuk meningkatkan jumlah titik-titik korespondensi pada citra stereo yang dihasilkan oleh algoritma SIFT (Scale Invariant Feature Transform). Pada tahapan kedua tersebut didapat bahwa CLAHE mampu meningkatkan jumlah titik-titik korespondensi sebesar 26% hingga 30%. Tahapan ketiga adalah perbaikan kualitas registrasi citra 3D permukaan dasar laut menggunakan algoritma Generalized Procrustes Analysis - Iterative Closest Point (GPA-ICP). Pada eksperimen ketiga ini didapatkan bahwa kinerja GPA-ICP lebih baik dibandingkan dengan penggunaan algoritma ICP. GPA-ICP menghasilkan nilai MSE sebesar 37,43 dengan rata-rata komputasi sebesar 81,35 detik. Sedangkan ICP menghasilkan nilai MSE sebesar 1497,59 dengan rata-rata waktu komputasi sebesar 157,32 detik. Sehingga nilai MSE yang dihasilkan oleh registrasi citra 3D mengalami penurunan sebesar 98% dan waktu komputasi menurun hingga 48%. Semakin rendahnya nilai MSE tersebut menunjukan hasil registrasi citra 3D yang lebih baik.
=============================================================================================================================
3D object reconstruction is one of the widely studied research areas of computer vision. Several studies of 3D object reconstruction use the concept of stereo vision based on image registration. In this study the concept of stereo vision based on image registration is used to perform a 3D reconstruction of the seafloor that are useful for mapping the ocean surface. The problem of this study is caused by the scattering of sunlight, sea water waves which make the image retrieval unstable that affect the quality of the image and the shape of the underwater seafloor objects of various kinds. These constraints affect the results of the 3D reconstruction surface of the seafloor. The first stage of this research is the camera calibration in the sea in order to have a focal length of the camera. Zhang’s calibration method is used to calibrate our camera. The experimental results obtained in the first stage show that there was a difference in the value of the focal length between camera calibration is carried out unde r the sea and in the land by 36% . The second stage is to improve the quality of 2D image registration by applying CLAHE (Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization). This is performed to increase the number of correspondence points in the stereo images produced by SIFT (Scale Invariant Feature Transform) algorithm. The result of second stage showed that CLAHE increases the number of correspondence points of 26% to 30 %. The third stage is the improvement of the quality of the 3D image registration using Generalized Procrustes Analysis-Iterative Closest Point (ICP-GPA). In the third experiment showed that the performance of GPA-ICP is better than original ICP algorithm. GPA-ICP produces MSE of 37.43 with an average computational time of 81.35 seconds. While the ICP produces MSE of 1497.59 with an average computational time of 157.32 seconds. Therefore, GPA-ICP decreases the MSE and the computational time of 3D image registration by 98 % and 48 % respectively . The lower the MSE shows that a 3D image reg istration has a better results.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Additional Information:	RDE 621.367 8 And r-1, 2014
Uncontrolled Keywords:	Rekonstruksi 3D, permukaan dasar laut, kalibrasi kamera, kamera stereo, registrasi citra, SIFT, GPA, ICP, 3D reconstruction, seafloor surface, camera calibration, stereo camera, image registration
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA1637 Image processing--Digital techniques
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Electrical Engineering > 20001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	29 Jan 2024 06:33
Last Modified:	29 Jan 2024 06:33
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/105710

Actions (login required)

View Item