Polymorphe Szenendarstellung zur verbesserten instantanen Szenerekonstruktion

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Andreas Kolb
• Fachliche Zuordnung: Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 510825780

Das Hauptziel der Echtzeit-3D-Szenenrekonstruktion ist die genaue Erfassung der Geometrie, sowie weiterer Szeneneigenschaften, wie Reflektanzinformation, Segmentierung in Formprimitive oder Szenendynamik. Während die robuste Echtzeit-Rekonstruktion von 3D-Szenengeometrie signifikante Verbesserungen erfahren hat, bestehen nach wie vor erhebliche Defizite bei der qualitativ hochwertigen Echtzeit-Erfassung der anderen Szeneninformationen. Die Kernhypothese dieses Projekts ist, dass die Einschränkungen der jeweils zur Darstellung der Szeneninformation genutzten geometrischen Repräsentationstypen, in der Regel Punktmengen oder Voxel-Gitter, die Hauptursache für diese Defizite sind. Daher ist das Ziel des Projekts die Entwicklung einer polymorphen Szenenrepräsentation für eine verbesserte Echtzeit-Rekonstruktion aller Szeneneigenschaften, die eine umfassende Nutzung verschiedener Repräsentationstypen (Punkte und Voxel, aber auch Polygonnetze, Bilder und neuartige, erweiterte Typen), sowie effiziente polymorphe Operatoren auf der polymorphen Szenenrepräsentation umfasst, welche den jeweils lokal verwendeten Repräsentationstyp verbergen. Entsprechend der Kernhypothese wird durch die polymorphe Szenenrepräsentation und Operatoren eine nahtlose Integration, sowie eine deutlich verbesserte progressive Echtzeit-Rekonstruktion der verschiedenen Szeneninformationen, d.h. von Geometrie, Reflektanz, Formkomposition und Szenendynamik, ermöglicht. Die Entwicklung und Nutzung einer polymorphen Szenenrepräsentation und entsprechender Operatoren erfordert unter anderem effiziente, GPU-basierte Verarbeitungs- und Speichertechniken, die Einbeziehung bislang wenig genutzter Repräsentationstypen wie Polygonnetze und Bilder, sowie neue Konzepte zur effizienten Fusion und Abstraktion jeglicher Art von Szeneninformation in Echtzeit. Die Untersuchung von polymorphen Szenenrepräsentationen, welche parallel mehrere Repräsentationstypen verwenden, wird zu einem verbesserten theoretischen Verständnis sowohl der komplementären Natur der zugrundeliegenden Repräsentationstypen, als auch des Potenzials deren individuelle Stärken bei paralleler Nutzung zur Geltung zu bringen, führen. Darüber hinaus wird die praktische Verfügbarkeit polymorpher Szenenrepräsentationen den Einsatz von Verfahren der Echtzeit-3D-Szenenrekonstruktion aufgrund ihrer Fähigkeit, sich den spezifischen, räumlich-zeitlichen Anforderungen anzupassen, verbessern, und damit neue Impulse in Anwendungsfeldern setzen, die über die Echtzeit-Szenenrekonstruktion hinaus gehen, wie z.B. in der 3D-Szenenanalyse oder der Formähnlichkeit deformierbarer Objekte.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen