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三維熱影像重建與結果使用重投影評估法 = 3D Reconstructi...

國立高雄大學資訊工程學系碩士班

三維熱影像重建與結果使用重投影評估法 = 3D Reconstruction from IR Thermal Images and Reprojective Evaluation Using the Reconstructed Results

Record Type:	Language materials, printed : monographic
Paralel Title:	3D Reconstruction from IR Thermal Images and Reprojective Evaluation Using the Reconstructed Results
Author:	潘俊明,
Secondary Intellectual Responsibility:	國立高雄大學
Place of Publication:	[高雄市]
Published:	撰者;
Year of Publication:	2014[民103]
Description:	84面圖，表 : 30公分;
Subject:	三維重建
Subject:	3-D Reconstruction
Online resource:	http://handle.ncl.edu.tw/11296/ndltd/32071828060080514285
Notes:	105年10月25日公開
Notes:	參考書目：面67-71
Summary:	二維（2-D）的紅外線熱影像（IRT）已被廣泛應用於各領域。若能提供溫度分佈的空間資訊，紅外線科技將可以進一步擴展到三維（3-D）應用。本研究建置熱源的重建系統，可以標示在封閉容器內熱源的三維位置。最後評估出模型的重建成效，與量測系統的重建誤差。系統方面，本系統主要使用輪廓體積交集法（Silhouette Volume Intersection）於物體熱影像之處理作為基礎，其中所研製的項目包括：相機校正、相機環場配置、自動取閥值、輪廓體積交集法以及溫度映射。相機經由校正後再進行環場配置後，可計算出轉盤座標上的最適平面與最適圓形。再進行各個鏡頭的剛性轉換。自動取閥值提供前景輪廓。溫度映射將溫度資料附留在三維模型之中。最後利用輪廓體積交集法重建模型。評估方面，本論文提出重投影計分（Reprojection Scoring）作為本系統的評估方法。此法是將三維熱源模型投影至二維前景影像上，每當模型的投影擊中影像中的前景時，便逐次計分，最後根據分數評估該模型的重建成效。重建結果中，顯示原先在密閉容器內的熱源是肉眼無法見到的，但系統執行後，可明確顯示出熱源的位置和熱分佈。評估結果中，比較不同的自動取閥值方法重建後的差異。誤差實驗中，得知真實環境下的溫度和距離重建後的差異。本系統以電力設備為切入點，利用熱影像原有的優點再結合三維重建技術，將紅外線科技進一步擴展到三維的應用。本論文貢獻主要可歸納為以下兩點：一是建立三維熱源模型實現熱點追蹤，可任意視角觀察熱源。二是評估方法與誤差量測。本系統可應用於電力設備內的熱點檢測，以預防和探測裝置的可能故障。未來期盼與監控系統或冷卻工程等技術整合運用，並提供更直覺化的熱源辨識，貼近人類的生活應用。 Infrared thermography (IRT) has been widely used in various domains to measure the temperature distributions of objects and surfaces. The methodology can be further extended to 3-D applications if the spatial information of the temperature distribution is available. In this paper a 3-D infrared imaging system based on silhouette volume intersection has been proposed to reconstruct the volumetric temperature data. The system uses silhouette volume intersection to reconstruct 3-D model of the objects from the thermal images, the processes include: camera calibration, circular deploy, automatically threshold, silhouette volume intersection and temperature mapping.For evaluation, reprojection scoring is used to systematically assess the effectiveness and accuracy of the different approaches. This method projects voxel from 3-D model to foreground thermal images, it scores when the voxel is projected onto a foreground pixel. 3-D location of heat source also measures temperature and distance error. Experimental results have shown that the proposed system and method are able to estimate the 3-D location of an internal heat source in power equipment.

三維熱影像重建與結果使用重投影評估法 = 3D Reconstruction from IR Thermal Images and Reprojective Evaluation Using the Reconstructed Results
潘, 俊明

三維熱影像重建與結果使用重投影評估法 = 3D Reconstruction from IR Thermal Images and Reprojective Evaluation Using the Reconstructed Results / 潘俊明撰 - [高雄市] : 撰者, 2014[民103]. - 84面 ; 圖，表 ; 30公分.
105年10月25日公開參考書目：面67-71.
三維重建3-D Reconstruction

三維熱影像重建與結果使用重投影評估法 = 3D Reconstruction from IR Thermal Images and Reprojective Evaluation Using the Reconstructed Results
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300 $a 參考書目：面67-71
314 $a 指導教授：陳佳妍博士
328 $a 碩士論文--國立高雄大學資訊工程學系碩士班
330 $a 二維（2-D）的紅外線熱影像（IRT）已被廣泛應用於各領域。若能提供溫度分佈的空間資訊，紅外線科技將可以進一步擴展到三維（3-D）應用。本研究建置熱源的重建系統，可以標示在封閉容器內熱源的三維位置。最後評估出模型的重建成效，與量測系統的重建誤差。系統方面，本系統主要使用輪廓體積交集法（Silhouette Volume Intersection）於物體熱影像之處理作為基礎，其中所研製的項目包括：相機校正、相機環場配置、自動取閥值、輪廓體積交集法以及溫度映射。相機經由校正後再進行環場配置後，可計算出轉盤座標上的最適平面與最適圓形。再進行各個鏡頭的剛性轉換。自動取閥值提供前景輪廓。溫度映射將溫度資料附留在三維模型之中。最後利用輪廓體積交集法重建模型。評估方面，本論文提出重投影計分（Reprojection Scoring）作為本系統的評估方法。此法是將三維熱源模型投影至二維前景影像上，每當模型的投影擊中影像中的前景時，便逐次計分，最後根據分數評估該模型的重建成效。重建結果中，顯示原先在密閉容器內的熱源是肉眼無法見到的，但系統執行後，可明確顯示出熱源的位置和熱分佈。評估結果中，比較不同的自動取閥值方法重建後的差異。誤差實驗中，得知真實環境下的溫度和距離重建後的差異。本系統以電力設備為切入點，利用熱影像原有的優點再結合三維重建技術，將紅外線科技進一步擴展到三維的應用。本論文貢獻主要可歸納為以下兩點：一是建立三維熱源模型實現熱點追蹤，可任意視角觀察熱源。二是評估方法與誤差量測。本系統可應用於電力設備內的熱點檢測，以預防和探測裝置的可能故障。未來期盼與監控系統或冷卻工程等技術整合運用，並提供更直覺化的熱源辨識，貼近人類的生活應用。 Infrared thermography (IRT) has been widely used in various domains to measure the temperature distributions of objects and surfaces. The methodology can be further extended to 3-D applications if the spatial information of the temperature distribution is available. In this paper a 3-D infrared imaging system based on silhouette volume intersection has been proposed to reconstruct the volumetric temperature data. The system uses silhouette volume intersection to reconstruct 3-D model of the objects from the thermal images, the processes include: camera calibration, circular deploy, automatically threshold, silhouette volume intersection and temperature mapping.For evaluation, reprojection scoring is used to systematically assess the effectiveness and accuracy of the different approaches. This method projects voxel from 3-D model to foreground thermal images, it scores when the voxel is projected onto a foreground pixel. 3-D location of heat source also measures temperature and distance error. Experimental results have shown that the proposed system and method are able to estimate the 3-D location of an internal heat source in power equipment.
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