Detektor instanci oblika (SID)

SID je algoritam koji omogućuje prepoznavanje jednog ili više ciljnih objekata na slikama snimljenim 3D kamerom, kao što je Microsoft Kinect, Asus Xtion Pro Live, Orbbec Astra, Intel RealSense itd. Algoritam zahtijeva 3D modele ciljnih objekata u mreže trokuta (engl. triangular mesh). Sastoji se od tri glavna koraka: (1) detekcija ravnih i konveksnih površina na 3D slici; (2) pridruživanje Convex Template Instance (CTI) deskriptora svakoj konveksnoj površini; (3) Generiranje hipoteza o prisutnosti ciljnih objekata na slici u određenom položaju; (4) Evaluacija hipoteza i odbacivanje malo vjerojatnih hipoteza. Hipoteze koje ostanu nakon opisanog postupka predstavljaju konačni rezultat – interpretaciju scene, koja se sastoji od niza podatkovnih struktura, od kojih svaka predstavlja jedan objekt na sceni opisan identifikatorom objekta te njegovim položajem u 3D u odnosu na koordinatni sustav kamere. Generiranje hipoteza se temelji na poravnanju konveksnih ljuski modela ciljnog objekta s konveksnim površinama detektiranim na slici. Evaluacija hipoteza se provodi u tri razine. Na prvoj razini se uspoređuju CTI deskriptori modela i scene te se odbacuju hipoteze s vrlo različitim deskriptorima. Na drugoj se razini za svaku preostalu hipotezu model ciljnog objekta projicira na sliku, boduje se koliko dobro projicirani model opisuje dio scene koji prekriva te se odbacuju hipoteze s malim brojem bodova. Na trećoj se razini koristi sličan kriterij kao na drugoj, samo se prije bodovanja model precizno poravnava ICP algoritmom sa dijelom scene koji prekriva. Na kraju se hipoteze rangiraju prema dodijeljenim bodovima te se “pohlepnim” pretraživanjem odbacuju hipoteze koje se preklapaju s drugim više rangiranim hipotezama. Predloženi algoritam može prepoznati objekte koji su postavljeni na ravnu površinu u bilo koji položaj i kada je na sceni više objekata, od kojih neki djelomično zaklanjaju ciljne objekte. Opisani algoritam je predstavljen u znanstvenom radu Robert Cupec, Ivan Vidović, Damir Filko, Petra Pejić, Object recognition based on convex hull alignment, objavljenom u visoko rangiranom međunarodnom znanstvenom časopisu Pattern Recognition (doi.org/10.1016/j.patcog.2020.107199).