Oleh : Umar Maksum Dosen Pembimbing : Ahmad Zaini, ST, M.T. Dr. I Ketut Eddy Purnama.ST.,MT

dokumen-dokumen yang mirip
Rekontruksi Citra 3 Dimensi Menggunakan Voxel Coloring Umar maksum 1 Jurusan Teknik Elektro FTI Institut Teknologi Sepuluh November

REKONSTRUKSI OBYEK 3D DARI GAMBAR 2D DENGAN METODE GENERALIZED VOXEL COLORING

PEMODELAN OBYEK TIGA DIMENSI DARI GAMBAR SINTETIS DUA DIMENSI DENGAN PENDEKATAN VOLUMETRIC

PEMODELAN OBYEK TIGA DIMENSI DARI GAMBAR SINTETIS DUA DIMENSI DENGAN PENDEKATAN VOLUMETRIC. Efani Desi

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

TUGAS AKHIR KI1391. Penyusun Tugas Akhir : (NRP : ) Dosen Pembimbing :

APLIKASI REKONSTRUKSI OBJEK 3D DARI KUMPULAN GAMBAR 2D DENGAN MENGGUNAKAN ALGORITMA GENERALIZED VOXEL COLORING

BROSUR INTERAKTIF BERBASIS AUGMENTED REALITY

KALIBRASI PARAMETER KAMERA DENGAN MENGGUNAKAN PROJECTOR UNTUK REKONSTRUKSI 3D BERBASIS METODE STRUCTURED LIGHT

BAB I PENDAHULUAN. dalam kehidupan masyarakat sehari-hari. Dalam suatu kepentingan tertentu, citra (

KALIBRASI PARAMETER KAMERA DENGAN PROYEKSI PATERN MENGGUNAKAN PROJECTOR PADA PROSES REKONSTRUKSI 3D BERBASIS STRUCTURED LIGHT

PENILAIAN OTOMATIS LEMBAR JAWABAN KOMPUTER (LJK) SECARA REAL TIME DENGAN MEMANFAATKAN WEBCAM

TRACKING OBJECT MENGGUNAKAN METODE TEMPLATE MATCHING BERBASIS STEREO VISION

Analisa Pengaruh Perbedaan Medium Air dan Udara Terhadap Kalibrasi Kamera Dengan Menggunakan Metode Zhang

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. menjalankan aplikasi ini adalah : Prosesor Pentium IV 2.6 Ghz. Graphic Card dengan memori minimum 64 MB

Aplikasi Rekonstruksi 3D Menggunakan Metode Voting- Based Voxel Carving

PROTOTYPE PENGENALAN WAJAH MELALUI WEBCAM DENGAN MENGGUNAKAN ALGORITMA PRICIPAL COMPONENT ALAYSIS (PCA) DAN LINIER DISCRIMINANT ANALYSIS (LDA)

BAB 1 PENDAHULUAN Pengantar

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. pengenalan dan penentuan kondisi akuarium ikan hias air laut :

COMPUTER VISION UNTUK PENGHITUNGAN JARAK OBYEK TERHADAP KAMERA

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini mulai dilaksanakan pada bulan September 2011 s/d bulan Februari

Aplikasi Kamera Web Untuk Mengukur Luas Permukaan Sebuah Obyek 3D

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN HASIL PERANCANGAN

Design and Implementation Automatic Scoring Computation System for Shooting Sport with Template Matching Algorithm

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah

BAB III ANALISIS DAN RANCANGAN PROGRAM

BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah 1.2 Perumusan Masalah

BAB III DESAIN DAN IMPLEMENTASI SISTEM

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. Spesifikasi minimum dari perangkat keras yang diperlukan agar dapat. Graphic Card dengan memory minimum 64 mb

Traffic IP Camera untuk Menghitung Kendaraan Roda Empat Menggunakan Metode Luasan Piksel

BAB III PERANCANGAN SISTEM. Pada dewasa sekarang ini sangat banyak terdapat sistem dimana sistem tersebut

BAB IV IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. Jones, kami membuat sebuah aplikasi sederhana, dengan spesifikasi perangkat lunak

BAB 2 LANDASAN TEORI

BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN

IDENTIFIKASI DAN TRACKING OBJEK BERBASIS IMAGE PROCESSING SECARA REAL TIME

REKONSTRUKSI 3D PADA PATUNG PURBAKALA DENGAN SCANNER BERBASIS OPTIK. Fendik Eko P

3.2.1 Flowchart Secara Umum

BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Pengantar Pendahuluan 1.2 Latar Belakang Masalah

BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN. Engine akan dirancang agar memenuhi syarat maintainability, reusability dan

BAB 1 PENDAHULUAN. pemograman juga mengalami peningkatan kerumitan dan fungsi. Salah satu bidang

BAB 5 UJI COBA DAN ANALISA HASIL

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. Memory : DDR2 SDRAM 1 Gb (min 512Mb) Webcam : Logitech Quickcam Pro Telepon seluler : Sony Ericsson K618i

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. Aplikasi pintu otomatis ini menggunakan spesifikasi perangkat keras dan

KOMBINASI METODE MORPHOLOGICAL GRADIENT DAN TRANSFORMASI WATERSHED PADA PROSES SEGMENTASI CITRA DIGITAL

BAB V IMPLEMENTASI SISTEM. system informasi hanya saja Implementasi sistem (system implementation)

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Rekonstruksi Model Dimensi Tiga pada Objek Museum Menggunakan Metode Cahaya Strip Berpola

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Desain penelitian ini mengacu pada tahapan proses yang ada pada sistem

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN. 4.1 Spesifikasi Aplikasi Berikut merupakan spesifikasi yang dibutuhkan agar aplikasi dapat berjalan dengan baik:

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

pbab 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI PROGRAM APLIKASI uji coba terhadap program aplikasi pengenalan plat nomor kendaraan roda empat ini,

PERANCANGAN PENGENALAN PLAT NOMOR MELALUI CITRA DIGITAL DENGAN OPENCV

BAB III METODE PENELITIAN. dan bahan, agar mendapatkan hasil yang baik dan terstruktur. Processor Intel Core i3-350m.

TEKNIK PENGOLAHAN CITRA MENGGUNAKAN METODE KECERAHAN CITRA KONTRAS DAN PENAJAMAN CITRA DALAM MENGHASILKAN KUALITAS GAMBAR

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN HASIL PENELITIAN. Pada bab 4 ini akan dijelaskan hasil rancangan sistem aplikasi optimizer, yaitu

BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN

BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN

BAB 2 LANDASAN TEORI. metode yang digunakan sebagai pengawasan kendaraan yang menggunakan pengenalan

BAB III ANALISIS DAN DESAIN SISTEM

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. dari perangkat keras (Tabel 4.1) dan perangkat lunak (Tabel 4.2). Berikut adalah

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Gambar 3.1 merupakan desain penelitian yang akan digunakan pada

BAB 4 ANALISA DAN BAHASAN

IP TRAFFIC CAMERA PADA PERSIMPANGAN JALAN RAYA MENGGUNAKAN METODE LUASAN PIKSEL

SEGMENTASI CITRA TELUR AYAM BERDASARKAN PERBEDAAN RUANG WARNA RGB DAN LAB

CS3214 Pengolahan Citra - UAS. CHAPTER 1. Pengantar Pengolahan Citra

BAB V IMPLEMENTASI SISTEM

BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM 3.1 Analisis Sistem Analisis sistem dapat didefinisikan sebagai penguraian dari suatu sistem informasi yang

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA. Sistem Identifikasi Teroris Dengan Pelacakan Dan Pengenalan Wajah

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL & UJI COBA

UJI KINERJA FACE RECOGNITION MENGGUNAKAN EIGENFACES

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. 4.1 Spesifikasi Perangkat Keras dan Pera ngkat Lunak. program aplikasi dengan baik adalah sebagai berikut:

BAB IV PENGUJIAN SISTEM. mendeteksi tempat parkir yang telah selesai dibuat. Dimulai dari pengambilan

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM

BAB 4 PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI PROGRAM. Oriented Programming) atau secara procedural.

Rancang Bangun Sistem Pengukuran Posisi Target dengan Kamera Stereo untuk Pengarah Senjata Otomatis

Swakalibrasi Kamera Menggunakan Matriks Fundamental

BAB III ANALISA SISTEM

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah

BAB IV HASIL DAN UJI COBA

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

BAB V IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM

BAB IV HASIL DAN UJI COBA

UKDW BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

BAB 1 PENDAHULUAN. dalam kehidupan manusia. Perkembangan robot dari zaman ke zaman terus

MARKERLESS AUGMENTED REALITY SEBAGAI MEDIA PROMOSI DENGAN PLATFORM ANDROID

BAB III ANALISIS APLIKASI. terjadi dan kebutuhan yang diharapkan sehingga dirasakan perlu untuk melakukan

BAB I PENDAHULUAN. Sebuah toko komputer ingin membangun suatu database yang isinya tidak

Transkripsi:

Rekontruksi Citra 3 Dimensi menggunakan Voxel Coloring Oleh : Umar Maksum 2204 109 659 Dosen Pembimbing : Ahmad Zaini, ST, M.T. Dr. I Ketut Eddy Purnama.ST.,MT

Latar Belakang Mendapatkan bentuk citra objek 3D yang sesuai dengan bentuk objeknya merupakan hal yang komplek. Selama ini untuk mendapatkan gambar objek tiga dimensi dilakukan secara manual yaitu dengan melakukan pengukuran secara manual terhadap objek yang akan digambar dan kemudian menggambar objek tersebut secara manual. Proses ini memerlukan waktu yang cukup lama. Oleh karena itu diperlukan suatu prototype yang dapat menscanning bentuk benda dan dapat menggambar benda tersebut sesuai dengan aslinya. Oleh karena itu pada penelitian ini mencoba untuk membuat system rekontruksi citra 3 dimensi menggunakan Voxel Coloring. Metode Voxel Coloring (VC) yang dikemukakan oleh Slabaugh, dimana metode ini kemudian dikembangkan oleh oleh Seitz dan Dyer. Metode Voxel coloring ini dapat menghasilkan obyek 3D yang bersifat sesuai dengan citra input-nya (photorealistic) dan dapat mengatasi masalah penutupan obyek (occlusion) yang terjadi pada proses rekonstruksi. Dengan adanya prototype ini dapat memudahkan untuk menggambar benda 3D.

Tujuan Tujuan yang hendak dicapai dalam tugas akhir ini adalah merancang dan mengimplementasikan rekontruksi objek 3D dengan metode VC (Voxel Coloring) sehingga didapatkan objek sesuai bentuk aslinya.

Batasan Masalah Pengambilan gambar secara manual dengan memutar objek dari berbagai sudut. Untuk pengambilan gambar digunakan kamera web yang telah terkalibrasi. Pengujian dilakukan pada objek yang sederhana.

Metodologi Studi iteratur. Pada tahap ini akan dipelajari secara mendalam hal-hal sebagai berikut: Ebook tentang VC (Voxel Coloring) Microsoft Visual C++ Library OpenGL dan OpenCV Realisasi Program Proses pembuatan aplikasi dilakukan dengan microsoft Visual C++ dengan library OpenGl dan OpenCV. Pengujian dan percobaan Sebelum menjadi aplikasi yang siap pakai, terlebih dahulu harus dilakukan pengujian, dalam hal ini pengambian gambar pada objek-objek sederhana seperti kardus dan meguji hsil rekontruksi objek 3 dimensi. Penulisan buku tugas akhir Menyusun laporan yang menunjukkan hasil yang diperoleh dalam tugas akhir.

Kalibrasi Kamera Kalibrasi kamera adalah salah satu langkah yang harus dilakukan dalam proses rekonstruksi 3D. dimana proses ini diperlukan untuk mendapatkan informasi metrik dari gambar 2D. Metode yang akan digunakan untuk melakukan proses rekonstruksi gambar 3D ini dikembangkan oleh Zhang [4]. Metode ini merupakan kombinasi dari Photogrammetric Calibration dan Self Calibration, karena menggunakan informasi metrik 2D dan menghasilkan informasi yang meliputi parameter intrinsik dan ekstrinsik yang akan digunakan dalam proses penghitungan letak benda dalam ruang 3D.

Proyeksi Gambar Hubungan antara koordinat 3 dimensi dengan image coordinat dapat dijabarkan sbb: Gambar 1 hubungan antara world coordinat dan image coordinat

DefinisiVoxel Voxel melambangkan sebuah nilai diskrit dari ruang 3D, seperti pixel yang merupakan satuan terkecil dari gambar 2D, istilah voxel digunakan untuk melambangkan satuan terkecil yang ada pada gambar 3D. Voxel Coloring (VC) adalah sebuah metode rekonstruksi gambar 3D dari beberapa gambar 2D yang dikemukakan oleh Slabaugh[1] dan merupakan pengembangan dari metode Voxel Coloring [2].VC menghasilkan rekonstruksi gambar 3D dengan menggunakan teori tentang visibility yang tepat dan penempatan kamera yang berubah-ubah.

Voxel Coloring (VC) Voxel Coloring adalah sebuah algoritma untuk merekonstruksi bentuk 3D dari sejumlah masukan citra yang dikemukakan oleh Seitz dan Dyer [1] Langkah awal metode ini ialah mendiskritkan obyek yang akan dimodelkan menjadi sekumpulan voksel, yang akhirnya membentuk suatu ruang yang disebut ruang voksel (voxel space). Kemudian dilakukan pengecekan secara berurutan terhadap ruang voksel dimulai dari posisi yang terdekat dengan kamera hingga posisi yang terjauh. Pengecekan ini dilakukan untuk mengidentifikasi voksel mana yang mempunyai warna yang unik dan konsisten. Sebuah voksel dianggap konsisten jika hasil proyeksi dari voksel tersebut ke citra input menghasilkan warna yang sama untuk semua citra dimana voksel tersebut terlihat.

Color Consistency Dalam memproses sebuah voxel perlu dilakukan pengecekan bahwa voxel tersebut terlihat pada gambar dan merupakan bagian dari objek, pengecekan apakah suatu voxel terlihat pada gambar atau tidak. Proses diakukan dengan menghitung standard deviasi dari kumpulan warna pixel hasil proyeksi V kemudian dibandingkan dengan nilai threshold maka dapat dianggap bahwa proyeksi V menunjuk pada obyek yangs sama Gambar 2 Proses colour consistency check

Perencanaan Sistem Secara garis besar sistem perangkat lunak ini terdiri dari beberapa bagian utama.yaitu: Input Proses input terdiri dari proses pengambilan citra chessboard pattern dan citra obyek dengan menggunakan kamera digital.citra yang didapatkan akan digunakan sebagai input pada proses selanjutnya. Segmentation Proses segmentation adalah proses untuk memisahkan obyek dengan lingkungan (latar belakang) sehingga memungkinkan sistem untuk mengenali obyek yang terdapat pada citra. Camera Calibration Proses camera calibration berfungsi untuk mencari parameter intrinsik kamera dan mencari matrik ekstrinsik tiap citra berdasarkan koordinat dunia. 3D Reconstruction 3D Reconstruction adalah proses utama dari perangkat lunak. yaitu proses rekonstruksi citra 3D dengan metode voxel coloring untuk mencari titik-tltik yang berkoresponden dengan citra 2D berdasarkan warna.

Flowchart Sistem Perangkat Lunak Gambar 4 Flowchart rekontruksi 3 Dimensi

Perangkat Pendukung Perangkat lunak dibangun dengan visual C++ dengan beberapa library yang open source yaitu opencv dan opengl.berjalan pada system operasi Microsoft Windows XP SP2.Berikut spesifikasi perangkat keras sistem yang digunakan: Tabel 1 Perangkat pendukung No Deskripsi Spesifikasi 1 CPU Intel Core 2 Duo T7500 @2.2 GHz 2 Memory 2 GB 3 VGA Sys672 series 3 Graphics 128MB 4 Kamera Webcam 1.3 MP

Algoritma Voxel Coloring Create empty voxel space and partition it into layers For every voxel layer L do pixelsdoneinlayer for every voxel V in layer L do pixels for all images I do pixels pixels selectunmarked(projectvoxel(v,i)) end for consistent consistencycheck(pixels) if pixels and consistent and not containsbackgroundpixel(pixels) then colorvoxel(v,mean(pixels)) pixelsdoneinlayer pixels Else carvevoxel(v) end if end for mark(pixelsdoneinlayer) end for Gambar 5 Algoritma Voxel Coloring

Pengujian Prosedur pengujiannya adalah: Melakukan kalibrasi kamera agar nilai-nilai parameter hasil kalibrasi benar-benar akurat sehingga hasil rekontruksi lebih baik. Kalibrasi menggunakan citra pattern papan catur yang di capture dari 8 sudut yaitu : 0 0, 45 0, 90 0, 135 0, 180 0, 225 0, 270 0 dan 315 0. Melakukan capture objek dari 8 posisi sudut mulai dari sudut 0 0, 45 0, 90 0, 135 0, 180 0, 225 0, 270 0 dan 315 0. Segmentasi 8 citra input untuk diketahui apakah segmentasi berhasil dengan baik. Rekontruksi citra 3D dengan menggunakan voxel coloring. Citra yang diuji berupa bangun kubus dan prisma. Dengan memberikan pengjian volume space mulai dari 50X50X50, 100X100X100 dan 150X150X150 dihasilkan data berupa jumlah voksel dan waktu rekontruksi. Gambar 6 Pengujian kalibrasi

Pengujian Capture Objek Gambar 4.5 Bangun Kubus Gambar 4.5 Bangun Prisma Gambar 7 Proses pengujian capture object

Pengujian Segmentasi Gambar 4.7 Hasil Segmentasi Kubus Gambar 4.7 Hasil Segmentasi Prisma

Pengujian Hasil Rekontruksi 3 Dimensi (1) Gambar 4.9 Hasil Rekontruksi Prisma dengan voxel volume space (50X50X50) Data voxel: Voxel volume Space = 50 X 50 X 50 Banyak voxel = 2914 voxel Waktu rekontruksi = 19,687 detik

Pengujian Hasil Rekontruksi 3 Dimensi (2) Gambar 4.10 Hasil Rekontruksi Prisma dengan voxel volume space (100X100X100) Data voxel: Voxel volume Space Banyak voxel Waktu rekontruksi = 100 X 100 X100 = 10437 voxel = 79,953 detik

Pengujian Hasil Rekontruksi 3 Dimensi (3) Gambar 4.11 Hasil Rekontruksi Prisma dengan voxel volume space (150X150X150) Data voxel: Voxel volume Space = 150 X 150 X 150 Banyak voxel waktu rekontruksi = 21349 voxel = 215,859 detik

Pengujian Hasil Rekontruksi 3 Dimensi (4) Gambar 4.12 Hasil Rekontruksi Kubus dengan voxel volume space (50X50X50) Data voxel: Voxel volume Space = 50 X 50 X 50 Banyak voxel = 4841 voxel Waktu rekontruksi = 21,844 detik

Pengujian Hasil Rekontruksi 3 Dimensi (5) Gambar 4.13 Hasil Rekontruksi Kubus dengan voxel volume space (100X100X100) Data voxel: Voxel volume Space = 100 X 100 X 100 Banyak voxel = 15675 voxel Waktu rekontruksi = 74,297 detik

Pengujian Hasil Rekontruksi 3 Dimensi (6) Gambar 4.14 Hasil Rekontruksi Kubus dengan voxel volume space (150X150X150) Data voxel: Voxel volume Space = 150 X 150 X 150 Banyak voxel = 30471 voxel Waktu rekontruksi = 208,11detik

Tabel Hasil Percobaan Tabel 1 Percobaan Kubus No VoxelVolume Jumlah Waktu Rekontruksi Space Voksel (dt) 1 50 X 50 X 50 4841 21,844 2 100 X 100 X 100 15675 74,297 3 150 X 150 X 150 30471 208,11 Tabel 2 Percobaan Prisma No Voxel Volume Space Jumlah Voksel Waktu Rekontruksi (dt) 1 50 X 50 X 50 2914 19,687 2 100 X 100 X 100 10437 79,953 3 150 X 150 X 150 21349 215,859

Kesimpulan A. Kesimpulan Pada percobaan bangun Kubus dan Prisma bahwa semakin besar volume voxel space-nya maka semakin banyak jumlah voxel-nya dan semakin besar waktu yang dibutuhkan untuk melakukan rekontruksi. Pada Kubus untuk volume voxel space (150X150X150) jumlah voxel-nya 30471 voxel, time reconstruction 208,11 detik. Untuk Prisma dengan volume voxel space (150X150X150) jumlah voxel-nya 21349 voxel, time reconstruction-nya 215,859 detik. Hasil rekontruksi 3D dengan volume voxel space (50X50X50) lebih kasar karena jumlah voksel lebih sedikit, sehingga untuk menghasilkan citra yang lebih halus maka volume space-nya lebih besar. B. Saran Guna menunjang pengujian aplikasi ini, maka dukungan hardware harus memadai. Saat ini, replika hardware belum bisa meberikan hasil maksimal dalam pengujian. Pengambilan gambar yang lebih banyak, agar rekontruksinya dapat sesuai seperti bentuk aslinya.

Referensi [1] Gregory G. Slabaugh. Novel Volumentric Scene Reconstuction Methods for New View Synthesis. USA: Georgia Institute of Technology, 2002 [2] Steven M. Seitz dan Charles R. Dyer, Photorealistic Scene Reconstruction by Voxel Coloring, Proc. Computer Vision and Pattern Recognition Conf, pp.1067-1073, 1997 [3] Rudy Adipranata, Hwang-Kyu Yang and Tae-Soo Yun. Implementation of Photorealistic 3D Object Reconstruction Using Voxel Coloring. 19th Conference of Korean Information Processing Society, pp. 527-530, 2003 [4] Zhang, Zhengyou. Flexible Camera Calibration by Viewing aplane from Unknown Orientation. In International Conf. on Computer Vision, 1999 [5] Open CV Documentation by Intel Research. <http://sourceforge.net/projects/opencv/>, akses : 3 Desember 2009 [6] http://en.wikipedia.org/wiki/voxel, 2009