Image Matching / Structure from Motion (SfM)

Structure from Motion beschreibt den Prozess der 3D Oberflächenbrechnung mit 2D Bildinformationen aus unterschiedlichen Perspektiven. Damit 3D Punkte aus 2D Bilddaten berechnet werden können, ist es zuerst notwendig den Bildverband zu orientieren. Dies geschieht durch eine Kombination von photogrammetrischen Algorithmen. Im speziellen sind dies die Merkmalspunktdetektion und -extraktion, Zuordnung homologer Punktepaare, relative Orientierung von Bildpaaren, robuste Schätzer zur Ausreißerdetektion und die Bündelblockausgleichung.

Freeware SfM Tools
 

• 123D Catch

Ist ein ein SFM-Tool von Autodesk, welches als ein Webservice angeboten wird. Das heißt, die rechenaufwendige Vororientierung und 3D Punktberechnung wird serverseitig durch optimierte Algorithmen durchgeführt. Der Nutzer bekommt ein fertiges, vermaschtes 3D Modell. Mehr zur 123D Catch  

• ARC3D

Ist wie 123D Catch ein Webservice zur 3D Punktberechnung. Die Ergebnisse unterschieden sich hinsichtlich 123D Catch deutlich, sodass man annehmen kann, dass gerade beim Dense Matching eine andere Algorithmik verwendet wird. Mehr zu Arc3D

• PhotoSynth

Ist eigentlich nur ein Webservice vom Microsoft zur Erstellung von Panoramabildern. Beim verwendeten Stitching-Algorithmus werden aber auch relative Orientierung der Bilder und die 3D Punkte der Verknüpfungspunkte berechnet, sodass man auch eine 3D Punktwolke des aufgenommen Objektes bekommt. Mehr zu PhotoSynth  

• CMPMVS

Ist ein Webservice der CTU Prague. Optional gibt es die Möglichkeit die vorkompilierten Binaries herunterzuladen und dass SFM-Tool auch offline zu verwenden. Mehr zu CMPMVS

• Visual SFM

Ist ein offline SFM-Tool von Changchang Wu, welches grafikartenoptimierte Algorithmen bereitstellt, wodurch die Rechenzeit um ein wesentliches Faktor minimiert wird. Nebenbei werden hier die verschiedenen Schritte der 3D Punktberechnung gut dokumentiert und visualisiert. Eine Implementierte GUI mit 3D Viewer rundet das Ganze zu einem empfehlenswerten SFM-Tool ab. Mehr zu Visual SFM

• Bundler + PMVS2

Ist das erste SFM-Tool, welches die komplette Prozesskette in einem Programm implentiert hatte. Das konsolenbasierte, open-source Programm bietet im Zusammenspiel mit PMVS2 ein flexibles Werkzeug mit vielen Einstellungen zur Ergbnisoptimierung. Mehr zu Bundler  und mehr zu PMVS2 (Dense Matching)

• OSM-Bundler

verwendet vorkompilierte Binaries von Bundler, SIFT und PMVS2 in einem Phyton-Skript zur Ergebnisberechnung. Mehr zu OSM-Bundler

• MicMac

Ist ein Konsolenprogramm zur Oberflächenberechnung. Mehr zu MicMac

• SF3M

Ist ein Tool zur Berechnung von 3D Modellen aus Bilddaten. U.a. können resultierende Punktwolken geo-referenziert und gefiltert werden.  Mehr zu SF3M

Weitere OpenSource-Alterntativen lassen sich hier finden.

Kommerzielle SFM Tools
 

• Agisoft Photoscan

Ist ein SFM-Tool mit vollständiger grafischer Oberfläche und 3D Viewer. Es ermöglicht die Berechnung der Vororientierung und 3D Punktberehcnung mit unterschiedlichen Parametern, wodurch das Ergebnis je nach bedarf optimiert werden kann. Mehr zu Photoscan