Študija in primerjava naprednih metod računalniškega vida za modeliranje stopal v realnem okolju

Motivacija

Nakup obutve preko spleta postaja vse bolj priljubljen, njegova pomanjkljivost pa je nezanesljiva izbira velikosti zaradi nezmožnosti pomerjanja obutve. Podjetje UCS d.o.o je razvilo priporočilni sistem za svetovanje pri izbiri obutve, ki pa ga omejuje potreba po optičnih merilnikih stopal, ki se nahajajo le v trgovinah. Za izboljšanje uporabniške izkušnje je potrebno uporabo sistema omogočiti tudi v domačem okolju.

Tablični računalniki in mobilni telefoni se zaradi vsesplošne rabe ponujajo kot popolna platforma za samodejno merjenje velikosti in oblike stopal. Poseben izziv predstavlja velika variabilnost v kakovosti optike med mobilnimi napravami, prav tako pa je nemogoče popolnoma nadzirati svetlobne pogoje in postavitev kamere. Od uporabnika ni moč zahtevati zapletenih postopkov kalibracije ali prilagajanja okolja, ki bi olajšali obdelavo slik.

Oris naše rešitve

Sistem za samodejno merjenje velikosti in oblike stopal, ki bi deloval v zgoraj navedenih nepredvidljivih pogojih, smo morali zasnovati robustno. Vsebinsko je bilo delo razdeljeno na več sklopov. Izdelali smo aplikacijo za operacijski sistem Android, ki omogoča, da uporabnik s pomočjo pametne mobilne naprave zajema slike stopal z ustreznih zornih kotov. Da lahko zaznano stopalo umestimo v metrični prostor, od uporabnika tudi zahtevamo, da stopalo pri zajemu položi na list papirja velikosti A4, katerega sistem samodejno detektira in izračuna preslikavo med zaznano sliko in metričnim prostorom. V zajeti sliki nato sistem opravi segmentacijo, s katero opredeli, kateri del slike pripada stopalu in kateri ozadju. Tekom razvoja smo več znanih algoritmov za segmentacijo predmetov prilagodili aplikativni domeni, jih analizirali in izbrali najprimernejšega izmed njih. Ko sistem določi, kateri slikovni elementi predstavljajo stopalo, preide v fazo 3D rekonstrukcije, katere rezultat je 3D model stopala. Pri razvoju te faze sta bila dva splošna postopka za 3D rekonstrukcijo predmetov nadgrajena in prilagojena naši aplikativni domeni. Razvili smo tudi metodologijo za evaluacijo natančnosti pametnih mobilnih naprav v kontekstu problema modeliranja stopal. Tako smo ocenili primernost večjega števila mobilnih naprav za samodejno merjenje velikosti stopal.

Glavni rezultati projekta so implementacija naprednih metod računalniškega vida, analiza teh metod ter ocena njihove primernosti za samodejno merjenje stopal, ki bodo podjetju UCS d.o.o omogočali sprejem odločitev o vlaganjih v izboljšave priporočilnega sistema.

Rezultati

Rezultati projekta so opisani v tehničnem poročilu LUVSS-4/2014.

Projekt je bil v obliki posterja predstavljen na konferenci ERK 2014 (na voljo je tudi kratek povzetek).

Zahvala

Projekt delno financira Evropska unija, in sicer iz Evropskega socialnega sklada. Projekt se izvaja v okviru Operativnega programa razvoja človeških virov za obdobje 2007–2013, 1. razvojne prioritete “Spodbujanje podjetništva in prilagodljivosti ter prednostne usmeritve” 1.3. “Štipendijske sheme”, v okviru potrjene operacije “Po kreativni poti do praktičnega znanja”.