dc.contributor.advisor | Özkazanç, Yakup | |
dc.contributor.author | Özbay, Muhammet | |
dc.date.accessioned | 2018-06-13T13:17:33Z | |
dc.date.available | 2018-06-13T13:17:33Z | |
dc.date.issued | 2018 | |
dc.date.submitted | 2018-02-16 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/4547 | |
dc.description.abstract | Polarization provides more detailed description of the light than its energy. For this
reason, polarized images contain more information than conventional images.
Polarization is not noticeable by the naked eye by most living things, but can be
detected by additional auxiliary materials such as polarized filters.
The investigations of polarized light began with the discovery of the phenomenon
of double refraction in calcite crystals by Erasmus Bartholinus (1625–1698) in
1669. With foundation of the wave equation by James Clerk Maxwell’s (1831–
1879) electrodynamic theory and its experimental confirmation by Heinrich Hertz
(1857–1894) in the second half of the nineteenth century, polarization has its
mathematical bases proven with experiments.
Polarization images can be obtained with a simple mechanism by putting a
polarizer in front of the cameras. The use of polarization in computer vision has
begun to become widespread in recent years, as the simplicity of obtaining
polarized images through cameras and the fact that polarized images contain
more information than traditional images. Polarization is used many areas like
iv
detecting flat surfaces, finding surface orientation angles, detecting conductive or
insulating objects, increasing the view distance due to the haze effects, creating
depth maps, removing semi-reflections in the transparent surfaces, edge detection
and constructing 3D shapes of objects.
In this study, after definition of polarization, it has been shown that
parameterization can be done with Stokes parameters by using three different
measurements taken at 0°, 45° and 90° angles of polarized filter. After that, the
use of polarization in computer vision has been investigated and related studies
have been collected under four sections.
A test set-up was obtained to take polarized images and various field studies were
carried out. An image registration technique has been applied to correct the
distortions in the polarized images obtained in a sequential manner with the
related test set-up.
In the experimental studies, firstly polarized imaging is emphasized and studies
such as segmentation of various surfaces with polarization and increasing of
visibility are presented. After that, it has been shown that semi-reflections
occurring on transparent or semi-transparent surfaces can be separated by
independent components analysis. The performance of the relevant
decomposition method has been analysed in various scenarios. It also has been
shown that the visibility could be increased by using polarization and independent
component analysis when haze occurred in the scene. In addition to this study, the
sky polarization characteristics has been investigated. As a result of this, it has
been shown that the degree of linear polarization and angle of linear polarization
are depend on celestial position of the sun. The degree of linear polarization of a
light beam coming from clouds is less than the clear sky. | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | polarizasyon | |
dc.subject | stokes parametreleri | |
dc.subject | polarizasyon derecesi | |
dc.subject | polarizasyon açısı | |
dc.subject | imge kıymetlendirme | |
dc.subject | bilgisayar görüsü | |
dc.title | İmge Kıymetlendirmede Polarizasyon Tekniklerinin Kullanımı | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Polarizasyon, ışığın karakterizasyonu için enerjiye göre daha detaylı fiziksel bir
tanımlamadır. Bu nedenle polarize görüntüler geleneksel yöntemle elde edilen
görüntülerden daha zengin bilgiler içermektedir. Polarizasyon, çoğu canlı
tarafından çıplak gözle fark edilememekte, polarize filtreler gibi ek yardımcı
materyaller sayesinde sezimlenebilmektedir.
Polarizasyon üzerinde yapılan ilk bilimsel çalışmalar ise Erasmus Bartholinus
(1625-1698) tarafından 1669 yılında kalsit kristali üzerindeki çift kırılma
karakteristiğinin ortaya çıkarılması ile başlamıştır. James Clerk Maxwell’in (1831-
1879) elektrodinamik teorisi ve on dokuzuncu yüzyılın ikinci yarısında Heinrich
Hertz'in (1857-1894) gerçekleştirdiği deneysel çalışmalar sayesinde polarizasyon
deneylerle ile de doğrulanmış bir temel üzerine oturtulmuştur.
Polarizasyon görüntüleri, kameraların önüne polarizer konularak basit bir
mekanizmayla elde edilebilmektedir. Kameralar vasıtasıyla polarize görüntülerin
elde edilebilmesinin kolaylaşması ve polarizasyon ile ilintili görüntülerin geleneksel
görüntülerden daha fazla bilgi içermesinden dolayı polarizasyonun bilgisayar
görmesinde kullanılması yakın tarihte yaygınlaşmaya başlamıştır. Düz yüzeylerin
tespit edilmesi, yüzeylerin yönelme açılarının bulunması, iletken veya yalıtkan
ii
nesnelerin tespiti, görüntülerdeki sis etkisinden dolayı düşen görüş mesafesinin
artırılması, derinlik haritalarının oluşturulması, yarı-yansımaların ortadan
kaldırılması, görüntülerde nesnelerin kenarlarının bulunması, nesnelerinin 3
boyutlu şekillerinin elde edilmesi gibi birçok alanda kullanılmaktadır.
Çalışma kapsamında polarizasyonun tanımının yapıldıktan sonra polarize filtrenin
0°, 45° ve 90° açılarında alınan üç farklı ölçüm kullanılarak Stokes parametreleri
ile parametrizasyonunun yapılabileceği gösterilmiştir. Daha sonra polarizasyonun
bilgisayar görmesinde kullanımı araştırılmış ve ilgili çalışmalar 4 başlık altında
toplanmıştır.
Polarize görüntülerin elde edilebilmesi için bir düzenek oluşturulmuş ve çeşitli saha
çalışmaları gerçekleştirilmiştir. İlgili düzenek ile peşi şıra elde edilen polarize
görüntülerdeki kaymaların düzeltilmesi için görüntülere imge çakıştırma işlemi
uygulanmıştır.
Deneysel çalışmalarda, ilk olarak polarize görüntüleme üzerinde durulmuş ve
polarizasyon ile çeşitli yüzeylerin bölütlenmesi ve görüş mesafesinin artırılması
gibi çalışmalar sunulmuştur. Daha sonra saydam ya da yarı saydam yüzeylerde
oluşan yansımaların polarizasyon ve bağımsız bileşenler analizi algoritması ile
ayrıştırılabileceği gösterilmiştir. İlgili ayrıştırma yönteminin çeşitli senaryolardaki
başarımı analiz edilmiştir. Sisten dolayı görüş mesafesinin düştüğü durumlarda
polarizasyon ve bağımsız bileşenler algoritması ile görüntülerde netliğin
artırılabileceği gösterilmiştir. Bu çalışmaya ek olarak gökyüzü polarizasyon
karakteristiği incelenmiştir. Bunun sonucunda, doğrusal polarizasyon derecesi ve
açısı bilgilerinin güneşin pozisyonuna bağlı olarak değişimi ortaya konmuştur.
Bulutların ise gökyüzünden gelen ışığın polarizasyon derecesini düşürdüğü
gösterilmiştir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Elektrik –Elektronik Mühendisliği | tr_TR |
dc.contributor.authorID | 10183617 | tr_TR |