فصل اول : تئوري نور ساختار يافته و کاربردهاي بينايي سه بعدي
1-1- مقدمه . . . . . . .  . . . . 17

1-2- روشهاي غير فعال بينايي سه بعدي . . . . . . . . . . 18
1-2-1- روش استريوفتوگرامتري . . . . . . .  . . 18
1-3- روشهاي فعال بينايي سه بعدي . . . . . . . . . . . 19
1-3-1- بکار گيري سنسور تماسي دربينايي سه بعدي . . . . . . . .  . . . . 21
1-3-2- بکار گيري سنسور غير تماسي دربينايي سه بعدي . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1-3-2-1- روش ارسال امواج . . . . . . . . . .  . . 22
1-3-2-2- روش هاي انعکاسي. . . . . . . . . .  . . . . 23
1-3-2-2-1- رهيافتهاي غير اپتيکي در روشهاي انعکاسي . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1-3-2-2-2- رهيافتهاي اپتيکي در روشهاي انعکاسي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1-3-2-2-2-1 رادار تصوير برداري. . . . . . . . .  . . 24

1-3-2-2-2-2- روشهاي اينترفرومتريک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1-3-2-2-2-3- استخراج عمق از طريق تمرکز بر روش فعال . . . . . . . . . . . . . . 27
1-3-2-2-2-4- استريوي فعال . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1-3-2-2-2-5- راستراستريوفتوگرامتري . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1-3-2-2-2-6- سيستم مجتمع تصوير برداري . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1-3-2-2-2-7- تکنيک نور ساختار يافته . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1-4- مقايسه روشها وتکنيکها و کاربردهاي آنها . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1-5- نتيجه گيري . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

عنوان صفحه


فصل دوم : روشهاي مختلف کدينگ الگو
2-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 37
2-2- روشهاي طبقه بندي کدينگ الگوهاي نوري . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2-2-1- الگوهاي نوري از ديدگاه درجات رنگي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2-2-2- الگوهاي نوري از ديدگاه منطق کدينگ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2-2-2-1- روشهاي مبتني بر الگوهاي چند زمانه (کدينگ زماني) . . . . . . . . . . 42
2-2-2-1-1- کدينگهاي باينري. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2-2-2-1-2- کدينگ با استفاده از مفهوم n-ary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2-2-2-1-3- کدينگ با استفاده از مفهوم انتقال مکاني. . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2-2-2-1-4- کدينگ با استفاده از همسايگي. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2-2-2-2- روشهاي مبتني بر همسايگيهاي مکاني(کدينگ مکاني) . . . . . . . . . 48
2-2-2-2-1- کدينگهاي غير متعارف (ابتکاري) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2-2-2-2-2- کدينگ بر اساس دنباله De_Bruijn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2-2-2-2-3- کدينگ بر اساس منطق M-Arrays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2-2-2-3- کدينگ مستقيم . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2-3- نتيجه گيري. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . 55

عنوان صفحه

فصل سوم :پياده سازي کدينگ و پردازش تصوير
3-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3-2- توليد کلمه هاي رمز با استفاده از دنباله De_Bruijn. . . . . . . . . . . . . . . . 59
3-3- تابش الگو و عکسبرداري. . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3-4- پردازش تصوير . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . 66
3-4-1- دوسطحي سازي . . . . . . . . . . . . . . . .  . . 68
3-4-2- تشخيص لبه ها و اسکلت بندي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3-4-3- نازک سازي . . . . . . . . . . . . .  . 74
3-4-4 نقاط تقاطع . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  75
3-4-5- شناسايي خطوط . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3-5- نتيجه گيري . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82


عنوان صفحه

فصل چهارم :
شناسايي رنگ و حل مسئله تطابق و بازسازي سه بعدي
4-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4-2- شبکه عصبي و شناسايي رنگ. . . . . . . . . . . . . . . .  . . 86
4-2-1- مسئله تغيير رنگ . . . . . . . . . . .  . . 87
4-3- طراحي شبکه عصبي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4-4- مسئله تطابق . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4-5- بازسازي سه بعدي . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . 99
4-6- بررسي خطاهاي موجود. . . . . . . . . . . . . . 103
4-6-1- تغيير رنگ و خروجي غير قطعي شبکه. . . . . . . . . . . . . . . . 103
4-6-2- ناپيوستگي هاي تصوير رنگي. . . . . . . . . . . . . . . 103
4-6-3-خطاي همپوشاني . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4-7- نتيجه گيري . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . 105


عنوان صفحه


فصل پنجم : نتيجه گيري و پيشنهادات
5-1 مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5-2- انتخاب روش و پياده سازي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5-3- پيشنهادات . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

پيوست الف : نرم افزار تهيه شده . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
پيوست ب : مثلث بندي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
مراجع . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

مراجع انگليسي :



7) Jordi Pag`es, Joaquim Salvi and Josep Forest,A new optimised De Bruijn coding strategy for structured light patterns, IEEE,2005.

8) Asla M. S´a, Paulo Cezar P. Carvalho, Luiz Velho, (b, s)-BCSL : Structured Light Color Boundary Coding for 3D Photography, VMV Erlangen, Germany, November 20–22, 2002.


9) Olaf Hall-Holt Szymon Rusinkiewicz, Stripe Boundary Codes for Real-Time Structured-Light Range Scanning of moving Objects, Stanford University,2000.

10) Filip Sadlo, Tim Weyrich, Ronald Peikert, Markus Gross,"A Practical Structured Light Acquisition System for Point-Based Geometry and Texture", Eurographics Symposium on Point-Based Graphics 2005.

11) Sergey Weinstein , 3-D Stereoscopic Reconstruction using Structured Light , Year 2002.

12) Abbas M. Ali, S.D.Gore and Musaab AL-Sarierah, The Use of Neural Network to Recognize the Parts of the Computer Motherboard,
Journal of Computer Sciences, 2005.

13) Mário L. L. Reiss, Antonio M. G. Tommaselli, Christiane N. C. Kokubum, A Low Cost Structured Light System ,Year 2003.

14) Robert J.Schalkoff , "Digital Image Processing & Computer Vision " , John wiley & Sons Inc, 1989 , pp. 37-38.

15) A. Busboon and R.J.Scalkoff , " Direct surface parameter estimation using structured light : A predicator based approach ", Image and Vision Computing ,vol 14 ,no.5 , pp 311-321 ,1996.

16) Scott Jantz and Keith L Doty," TJPRO-AVR: A Wireless Enabled Mobile Robot for Vision Research", Florida Conference on Recent Advances in Robotics , May 25-26, Florida International University , 2006.

17) S.M. Dunn , R. L. Keizer and J. Yu , " Measuring the area and volume of the human body with structured light " , IEEE Transactions on system , Man .,cybernetics, vol . 19, no. 6, pp 1350-1364, 1989 .

18) H.Jun, P. DeCosta and M Dunn , " Body surface area measurement with structured light " , IEEE , pp. 95-96 ,1991 .

19) J. Le Moigne and A.M . Waxman , " Projected light grids for short range navigation of autonomous robots " , Proceedings of 7th International conference on Ppattern Recognition ,pp 203-206,1984.

20) R. A. Jarvis , " A laser time-of-flight scanner for robot vision " , IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Inteligence , vol. PAMI-5 , no .5 ,pp. 505-512,1983.

21) M. Keefe and D. R. Riley, "Capturing facial surface information .", Photogrammetric engineering and Remote Sensing , vol. 52 , no. 9, pp. 1539-1548, 1986 .

22) Jordi Pag`es, Joaquim Salvi and Joan Battle,"Pattern Classification strategies in structured light systems",2004, universitat de Giorna –spain ,E-17071 Giorna Spain .

23) J.L.Posdmer, M.D. Altschuler, "Surface measurement by space-encoded projected beam systems ", Computer Graphics and Image Processing, 18(1) (1982) 1-17.

24) K. Sato, "Range imaging based on moving pattern light and spatio-temporal matched filter", in: IEEE International, Conference on Image Processing, Vol. 1, 1996, pp. 33–36.

25) O. Hall-Holt, S. Rusinkiewicz, "Stripe boundary codes for real-time structured-light range scanning of moving objects",in: The 8th IEEE International Conference on Computer Vision, 2001, pp. II: 359–366.

26) G. Wiora, High resolution measurement of phase-shift amplitude and numeric object phase calculation, in: Proceedings Vision Geometry IX, Vol. 4117, SPIE, Bellingham, Washington, USA, 2000, pp. 289–299.

27) M. Maruyama, S. Abe, Range sensing by projecting multiple slits with random cuts, Pattern Analysis and Machine Intelligence 15 (6) (1993) 647–651.

28) N. G. Durdle, J. Thayyoor, V. J. Raso, An improved structured light technique for surface reconstruction of the human trunk, in: IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, Vol. 2, 1998, pp. 874–877.

29) K. L. Boyer, A. C. Kak, Color-encoded structured light for rapid active ranging, IEEE Transactions on Pattern Analysisand Machine Intelligence 9 (1) (1987) 14–28.

30) H. Hügli, G. Maïtre, Generation and use of color pseudo random sequences for coding structured light in active ranging, in: Proceedings of Industrial Inspection, Vol. 1010, 1989, pp. 75–82.

31) P. Vuylsteke, A. Oosterlinck, Range image acquisition with a single binary-encoded light pattern, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence 12 (2) (1990) 148–163.

32) R. A. Morano, C. Ozturk, R. Conn, S. Dubin, S. Zietz, J. Nissanov, Structured light using pseudorandom codes, Pattern Analysis and Machine Intelligence 20 (3) (1998) 322–327