Original paper

Automated and Accurate Orientation of Large Unordered Image Datasets for Close-Range Cultural Heritage Data Recording

Abdel-Wahab, Mohammed; Wenzel, Konrad; Fritsch, Dieter

Abstract

Reconstruction of image orientations and geometry from images is one of the basic tasks in photogrammetry and computer vision. A fully automated solution of this task in terrestrial applications is still pending in case of large unordered image datasets especially for close-range and/or low-cost applications. Current solutions require high computational efforts for image networks with high complexity and diversity regarding acquisition geometry. Unlike the methods suitable for landmark reconstruction from large-scale Internet image collections we focus on datasets where one cannot reduce the number of images without losing geometric information of the dataset. Within the paper, an automated pipeline for the reconstruction of reliable and precise camera orientation from unordered image datasets is presented. Results for a close-range cultural heritage application, the example of the Amsterdam project, are shown to demonstrate the performance of the presented pipeline for applications with low cost and high accuracy requirements.

Kurzfassung

Die Rekonstruktion von Kameraorientierungen und Objektstrukturen aus Bildern ist eine der Hauptaufgaben der Photogrammetrie und der Computer Vision. Eine vollautomatische Lösung für terrestrische Anwendungen mit unregelmäßig angeordneten Bildverbänden, unabhängig vom Kamerasystem (professionell oder Amateuraufnahmen), steht noch aus. Gegenwärtige Lösungen erfordern einen hohen Rechenaufwand für komplexe Bildkompositionen. Im Gegensatz zu Ansätzen zur Landmarkenrekonstruktion mittels Bilddatensätzen des Internets will der vorliegende Beitrag alle verfügbaren Bilder nutzen, um wertvolle geometrische Details nicht zu verlieren. Aus diesem Grund stellen wir einen automatischen Workflow für die Rekonstruktion von reproduzierbarer und präziser Geometrie aus ungeordneten Bildkompositionen vor. Dieser wurde für eine spezielle Anwendung bei der Rekonstruktion der beiden Tympana des Königlichen Palastes in Amsterdam entwickelt und getestet. Die Ergebnisse belegen die Leistungsfähigkeit des Gesamtkonzepts wie auch der im automatischen Workflow realisierten Einzelpakete hinsichtlich niedriger Kosten und hoher Genauigkeit.

Keywords

automatic image orientation3d reconstructionbundle adjustmentclose rangecultural heritage