Vision

Question 1

Beschrijf de opbouw van een interline transfer ccd.

Answer 1

Zie kaart 1
Een Interline Transfer CCD is opgebouwd uit twee delen: de fotogevoelige pixels en registers. De fotogevoelige pixels vangen het licht op en zetten dit om in een elektrische lading. De registers zijn gescheiden van de fotogevoelige pixels en worden gebruikt om de elektrische lading snel en efficiënt uit te lezen

Question 2

Beschrijf de opbouw van een full frame ccd.

Answer 2

Zie kaart 2

Question 3

Beschrijf de opbouw van een frame transfer ccd.

Answer 3

Zie kaart 3

Question 4

Teken de opbouw van een kleurencamera (2 mogelijkheden).

Answer 4

1. Met een RGB-filter met 1 CCD chip
2. Met een prisma en 3 CCD-chips

Question 5

Noem twee verschillen tussen cmos lichtsensoren en ccd lichtsensoren

Answer 5

CMOS: werkt met fotodioden en voor elke pixel wordt het signaal ter plaatse van de
pixel met cmos-transistoren versterkt.

Question 6

Noem 2 voordelen van cmos lichtsensoren tov ccd sensoren

Answer 6

CMOS is sneller (dus hogere framerate mogelijk) ,energiezuiniger en cmos-logica kan
op de sensor worden toegevoegd.

Question 7

Beschrijf het principe van correlatie-gebaseerde template matching.

Answer 7

Bij correlatie-gebaseerde template matching wordt op pixel-niveau de template vergeleken
met het te onderzoeken beeld. De correlatiecoefficiënt tussen de intensiteiten wordt
berekend; dit is een getal tussen de -1 en +1. Hoe dichter de correlatiecoefficiënt bij 1 ligt
des te meer samenhang tussen de beelden.

Question 8

Beschrijf het verschil (qua principe) tussen correlatie-gebaseerde template matching en
geometrische template matching

Answer 8

Bij correlatie-patternmatching vindt vergelijking op pixel-niveau plaats.
Bij gemetrische patternmatching vindt de vergelijking plaats op het niveau van edges
(randkrommen).

Question 9

Beschrijf twee methoden voor geometrische template-matching

Answer 9

1. Vergelijking van curven van edges met de posities van de egdes en de
   “gradients” van de edges.
2. Vergelijking van “features”, zoals rechthoeken, cirkels, corners

Question 10

Wat is het grote voordeel van geometrische template matching t.o.v. correlatie-gebaseerde
template matching?

Answer 10

Geometrische template matching is minder gevoelig voor variatie in belichtingen

Question 11

Wat is de betekenis van de “Hue” en “Saturation” in de HSV color space?

Answer 11

Hue-> dominante golflengte
Saturation -> de puurheid (hoeveel wit er aan toegevoegd is)

Question 12

Waartoe dient “stretching van beelden”?

Answer 12

Het verbeteren van de contrasten in een beeld

Question 13

Leg uit hoe bij lineaire filtering de nieuwe pixelwaarden berekend worden m.b.v.
de convolutiekern.

Answer 13

Bij lineaire filtering wordt een nieuwe pixelwaarde berekend door een bepaalde kernel (ook wel convolutiekern genoemd) over een buurt van die pixel te plaatsen. De waarden in die buurt worden vervolgens vermenigvuldigd met de overeenkomstige waarden in de kernel en opgeteld. Dit levert de nieuwe pixelwaarde op.

Question 14

Met welk type filter kan “salt and pepper” ruis verwijderd worden?

Answer 14

Mediaanfilter

Question 15

Beschrijf het nadeel van een te grote waarde van sigma (ϭ) bij een gauss filter?

Answer 15

Vervaging van het beeld

Question 16

Pas op de onderstaande pixelwaarden het mediaanfilter toe:
10 30 5
20 200 20
15 10 30

Answer 16

Output = 20

Question 17

Hoe wordt een samenhangende verzameling in een binair beeld genoemd?

Answer 17

blob = binary large object

Question 18

a) Met welk algoritme kunnen blobs opgespoord worden?
b) Leg uit hoe je de oppervlakte van een binary large object (blob) kunt bepalen.

Answer 18

a) Met het “connected component detection” algoritme
b) Oppervlakte = aantal pixels van de blob

Question 19

Pas de bewerking “erosion” toe op de onderstaande binaire image; gebruik daarbij het
gegeven structuurelement.

0 0 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0
0 0 1 1 0 0
0 1 1 1 0 0
0 0 0 0 0 0

1 0
1 1

Answer 19

0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0

Question 20

maar nu met de bewerking “dilation”.

0 0 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0
0 0 1 1 0 0
0 1 1 1 0 0
0 0 0 0 0 0

1 0
1 1

Answer 20

0 1 1 1 1 0
0 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 0
0 1 1 1 1 0
0 0 0 0 0 0

Question 21

Leg globaal uit hoe de omtrek van een binary large object bepaald kan worden.

Answer 21

• Eerst de edge points bepalen die de omtrek vormen (edge detection)
• Omtrek = som van de afstanden tussen buur-omtrekpunten.
• Liggen twee buren naast elkaar, dan is de bijdrage aan de omtrek 1; liggen de buren schuin naast elkaar dan is de bijdrage aan de omtrek wortel 2.

Question 22

Hoe kun je bepalen of een binary large object min of meer cirkelvormig is?

Answer 22

circularity=perimeter/2wortel(pi*area)
Hoe dichter de circularity bij 1 zit, des te meer gelijkt de blob op een cirkel

Question 23

Zie onderstaande tabel met grijswaarden rondom pixel P. Bepaal de grootte en de richting van de edge volgens Sobel.

45 60 60
40 45 50
30 40 45

Answer 23

Gx: -1 0 1
-2 0 2
-1 0 1

Gy: -1 -2 -1
0 0 0
1 2 1

Gx =(-1)45 + (-2)40 + (-1)30 + 160 +250+ 1 45 = 50
Gy =(-1)45 + (-2)60 + (-1)60 + 130 +240+ 1 45 = -70

lengte |G| = wortel (Gx^2+Gy^2)

|G| = sqrt ( 50^2 + 70^2) = 86,02

φ= arctan (-70/50) = - 54,5 graden

Question 24

Welk datatype wordt er in openCV gebruikt voor de opslag van beelden (plaatjes,
images)?

Answer 24

Mat

Question 25

Stel dat een image 10000 x 10000 pixels heeft en er template matching wordt toegepast
met een template van 1000 bij 1000. Wat zijn dan de afmetingen van de result-matrix?

Answer 25

10000 -1000+1 bij 10000 -1000+1 ofwel: 9001 bij 9001

Question 26

Beschrijf twee beperkingen van de template-functie
matchTemplate( img, templ, result, match_method)
van openCV

Answer 26

Geen multi-scale en geen multi-angle detection

Question 27

Bij Canny Edge detection wordt o.a. gebruik gemaakt van “Hysteresis
Threshold” Als de grootte van de edge boven de grootste threshold maxValue ligt dan
wordt de pixel als een zekere edge-point aangemerkt. Als de grootte van de edge onder
de kleinste threshold minValue ligt dan wordt de pixel niet als een edge-point
aangemerkt. Welke regel geldt er voor pixels met een edge-grootte tussen de twee
threshold-waarden?

Answer 27

Als de grootte van de edge (pixel gradient) tussen de twee threshold-waarden ligt, dan
wordt de pixel alleen als randpunt aangemerkt als de pixel verbonden is met een zeker
randpunt

Question 28

Beschrijf de vijf grote stappen van Canny edge detection.

Answer 28

1. Converting to gray values
2. Gaussian filtering
3. Gradient calculation (Sobel)
4. Edge thinning (by non-maximum suppression)
5. Edge tracking by hysteresis

Question 29

Waartoe dient “non maximum supression” bij Canny edge detection?

Answer 29

Het uitdunnen van de edges.

Question 30

Beschrijf het principe van lasertriangulatie

Answer 30

Een laser beschijnt een object. Het teruggekaatste licht wordt opgevangen op een ccd-
chip. Uit de lokatie van het beeldpunt op de ccd-chip kan de afstand worden
teruggerekend tussen de laser en het object.

Question 31

Beschrijf twee toepassingen van de Hough transform.

Answer 31

M.b.v. de Hough-transform kan men (bv) rechte lijnen en cirkels in beelden detecteren

Question 32

De Hough transform van een lijn kent twee parameters. Beschrijf de meetkundige
betekenis van deze parameters

Answer 32

ρ – deze parameter stelt de afstand voor van de rechte lijn tot de oorsprong.
θ – deze parameter stelt de hoek voor tussen de loodlijn vanaf de oorsprong en de
positieve x-as

Question 33

OpenCV heeft een functie voor geometrische template matching. Onder welke naam staat
deze bekend?

Answer 33

GeneralizedHough

Question 34

Wat is een epipolaire lijn bij stereo vision?

Answer 34

Een lijn van mogelijke beeldpunten in het beeld van camera 2 bij een gegeven
punt in het beeld van camera 1

Question 35

Wat is het nut van het berekenen van de vergelijking van een epipolaire lijn bij stereo
vision?

Answer 35

Bij het zoeken van een object dat in de beelden van beide cameras voorkomt
kan men het zoekproces beperken tot de epipolaire lijn van het object.

Question 36

Teken het verloop van de epipolaire lijn van een punt bij twee evenwijdig opgestelde
camaras.

Answer 36

Evenwijdig aan punt

Question 37

Hoe is de “disparity” gedefinieerd bij stereo vision?

Answer 37

disparity d = XL ‒ XR (dus het verschil in x-coordinaten in beide beelden)

Question 38

Wat is de relatie tussen de diepte Z en de disparity d ?

Answer 38

Z is evenredig met 1/d [of Z = f. B / d ; f=brandpuntsafstand en B= baseline]

Question 39

Welk nadeel treedt er op bij stereo vision als twee evenwijdig opgestelde cameras dicht
bij elkaar staan?

Answer 39

relatief grote onnauwkeurigheid bij dieptebepaling.

Question 40

Welk nadeel treedt er op bij stereo vision als twee evenwijdig opgestelde cameras ver
van elkaar af staan?

Answer 40

relatief klein gemeenschappelijk gezichtsveld.

Question 41

Hoe is een contour gedefinieerd in OpenCV?

Answer 41

een contour is een kromme van gelijke kleur en gelijke intensiteit.