Stereo matching
Matching is Engels en betekent: vergelijken van kenmerken op
overeenkomst. Het doel is het opsporen van corresponderende
punten in twee of meer beeldreeksen ten behoeve van onder
andere de aerotriangulatie en het vervaardigen van digitale
hoogtemodellen. In de loop der tijd is een veelheid aan
matching-technfeken ontwikkeld. Qua principe kunnen zij wor
den onderverdeeld in twee categorieën
area-based matching;
feature-based matching.
Bij area-based matching wordt het beeld beschouwd als een
tweedimensionaal digitaal signaal. Twee belangrijke technie
ken zijn kruiscorrelatie en kleinste kwadratentechnieken.
Bij feature-based matching wordt het beeld opgevat als een
verzameling van structuren. Eerst worden deze structuren in
de afzonderlijke beelden gedetecteerd, vervolgens worden cor
responderende structuren in de stereo-beelden opgespoord.
Voor een meer uitgebreide beschrijving van matching zie
[3] [4],
Stereo matching vormt binnen de digitale fotogrammetrie het
meest onderzochte onderdeel en heeft binnen de Nederlandse
praktijk reeds ingang gevonden ten behoeve van de aero
triangulatie [2], Er is echter nog lang geen sprake van een
volledig automatisch proces, want matching kan het nog niet
stellen zonder een rigoureuze nacontrole van de operateur,
daar de betrouwbaarheid nog gering is.
verwonderlijk dat de veranderingen in het fotogramme-
trische vakgebied het meest zichtbaar zijn aan het instru
mentarium. Naast de analytische uitwerkingsinstrumen
ten die reeds een ontwikkelingsperiode van ruim drie
decennia achter de rug hebben, zien we thans de op
komst van digitaal fotogrammetrisch instrumentarium.
De eerste tekenen van de opmars van de digitale foto
grammetrie werden zichtbaar in het midden van de jaren
tachtig, toen CCD-camera's boven of onder de foto
dragers van analytische plotters werden gemonteerd. De
gedachtengang achter dit type hybride instrumenten is
om de inwendige, relatieve en absolute oriëntering met
behulp van het analytische instrument te bewerkstelligen,
alsmede om gebruik te maken van de procesbesturings
capaciteiten van het instrument. Het opsporen van cor
responderende punten in het stereopaar kan nu auto
matisch geschieden door lokale scanning van de beeld
intensiteit rondom de betreffende punten met de beide
CCD-camera's, waarna stereo matching wordt toegepast
(zie kader). Door de lokale scanning wordt het computer
geheugen sterk ontlast.
Thans zien we een sterke opkomst van de volledig digi
tale fotogrammetrische werkstations (fig. 3). Zo'n instru
ment zal, naast een computer en de gebruikelijke rand
apparatuur, bestaan uit een:
scanner om foto's te converteren naar pixelvorm;
hoogresolutie 3D-display, waarop met verschillende
technieken zoals split screen, gepolariseerd licht en
vloeibare kristallen stereowaarneming kan plaatsvin
den.
Naast deze hardwarecomponenten wordt de feitelijke
functionaliteit van het systeem vooral bepaald door de
verschillende softwaremodulen. Deze hebben met name
betrekking op het uitvoeren van de aerotriangulatie, het
digitaliseren ten behoeve van de topografische kartering
en het vervaardigen van DHM's (digitale hoogtemodellen)
en produkten die daaruit kunnen worden afgeleid. Voor
beelden van softwaremodulen zijn:
beeldverbetering en radiometrische correctie;
automatische stereo matching, met als produkten:
326
a. corresponderende punten ten behoeve van de
aerotriangulatie;
b. DHM's;
c. na aanwijzing van een detailpunt in het ene beeld
het corresponderende punt in het andere beeld;
superimpositie van het bestaande bestand in meer
dere kleuren over het beeld;
vervaardigen van afgeleide produkten uit de DHM's
(zie voor een interessant overzicht van DHM-produk-
ten [1]) zoals:
a. orthobeelden;
b. hoogtelijnenkaarten;
c. perspectivische aanzichten.
Orthobeelden worden steeds belangrijker in een GIS-
omgeving. De redenen om optisch-mechanische con
structies te vervangen door softwarecomponenten, heb
ben zowel betrekking op instrumentele als procedurele
aspecten.
Instrumentele aspecten betreffen onder andere:
vermijden van de kalibratie van het instrument;
onafhankelijkheid van het instrument van tempera-
tuursinvloeden;
mogelijkheid om standaard apparatuur te gebruiken.
Procedurele aspecten betreffen onder andere:
toepassen van beeldverwerkingsmethoden om bij
voorbeeld de visuele kwaliteit van de beelden te ver
hogen;
de eenvoud waarmee integratie kan plaatsvinden met
geografische informatiesystemen (GIS);
semi-automatisch uitvoeren van deelprocessen, zoals
het vervaardigen van digitale hoogtemodellen en
andere zaken als hierboven geschetst.
Knelpunten
De grote verscheidenheid aan beeldmateriaal en de
mogelijkheid om foto's te converteren naar pixelformaat,
scheppen niet alleen nieuwe mogelijkheden, maar ook
knelpunten.
Fig. 3. De DVP (Digital Video Plotter) van Lei ca is een volledig digi
taal fotogrammetrisch werkstation op PC-basis. Stereoscopi
sche waarneming gebeurt met split screen "-weergave,
waarbij een stereoscoop voor het beeldscherm van de com
puter is geplaatst. De programmatuur is ontwikkeld aan de
Universiteit van Quebec, Canada. De DVP is ontwikkeld met
als oogmerk op eenvoudige wijze beelden uit te werken
tegen relatief geringe kosten.
NGT GEODESIA 93 - 7
