Depth map generationfor mobile navigation systems based on objects localization in images

Abstract

This paperis aimedto develop a method for a depth map generation based on objects localization in images, obtained througha stereopair. The proposed solution describes theobjects by the following informative elements: contours, interestpoints (points of the greatest curvature of the contour), center of mass of the object. Moreover, to describe the contour of the image, it is proposed to use methods with adjustable detailing, basedonthe wavelet transform, which has frequency-selective properties. The novelty of this method is the possibility of obtaining an approximate depth map by simplifying the calculation of stereo image difference values, which is traditionally used to generate a depth map. Software was developed based on the proposed solutions. Modeling confirmed the effectiveness of the proposed approach. The proposed method makes it possible to significantly reduce the number of computational operations and, consequently, improve depth map generation performance and recommend the proposed method for mobile navigation systems operating in conditions of limited computing and energy resources. The method provides object detection and spatial positioning, makes it possible to obtain reliable information about the distance to objects for other subsystems that use technical vision in their operation, for example, navigation systems for visually impaired people, robotic devices, etc.

Робота присвячена розробці методупобудови карти глибин, заснованого на обліку локалізації об'єктів на зображеннях, отриманих за допомогою стереопари. Запропоновані рішення реалізуютьопис об'єктів такими інформативними елементами: контурами, характернимиточками (точками найбільшої кривизни контуру), центром мас об'єкта. Причому для опису контуру зображення запропоновано використовувати методи з регульованою детальністю, що реалізуються на основі вейвлет-перетворення, якому характернічастотно-виборчі властивості. Розкритоідею побудови карти глибин на основі такого інформативного опису. Нововведенням даного методу є можливість одержання приблизної карти глибин за рахунок спрощення обчисленнязначень різниці стереозображень, яку традиційно використовують для побудови карти. Проведено макетування. Розроблено програмне забезпечення на основі запропонованих рішень. Макетування підтвердило ефективність запропонованого підходу. Запропонований метод дозволяє значно зменшити кількість обчислювальних операцій і, отже, продуктивність та рекомендувати запропонований метод для мобільних навігаційних систем, що працюють в умовах обмежених обчислювальних та енергетичних ресурсів. Метод забезпечує виявлення об'єктів та просторове позиціонування, дає можливість отримувати достатнюінформацію про відстань до об'єктів для інших підсистем, що використовують у своєму функціонуванні технічний зір, наприклад, навігаційні системи для людей з обмеженим зором, робототехнічні пристрої та ін.