Overcoming spatio-angular trade-off in light field acquisition using compressive sensing

In contrast to conventional cameras which capture a 2D projection of a 3D scene by integrating the angular domain, light field cameras preserve the angular information of individual light rays by capturing a 4D light field of a scene. On the one hand, light field photography enables powerful post-capture capabilities such as refocusing, virtual aperture, depth sensing and perspective shift. On the other hand, it has several drawbacks, namely, high-dimensionality of the captured light fields and a fundamental trade-off between spatial and angular resolution in the camera design. In this paper, we propose a compressive sensing approach to light field acquisition from a sub-Nyquist number of samples. Using an off-the-shelf measurement setup consisting of a digital projector and a Lytro Illum light field camera, we demonstrate the efficiency of the compressive sensing approach by improving the spatial resolution of the acquired light field. This paper presents a proof of concept with a simplified 3D scene as the scene of interest. Results obtained by the proposed method show significant improvement in the spatial resolution of the light field as well as preserved post-capture capabilities

Overview and description of service learning methods in engineering education

Društveno korisno učenje (tkzv. DKU) jedna je od novijih usvojenih metoda koja se koristi u mnogim znanstvenim disciplinama i akademskim institucijama. DKU označava spajanje akademskog znanja i pomoći zajednici s ključnim značajkama, uključujući i potrebe izražene u zajednici. Prethodne studije pokazale su pozitivne učinke DKU-a na širokom rasponu kognitivnih i afektivnih znanja od kojih mnoge odgovaraju kriterijima Akreditacijskog odbora za inženjering i tehnologiju (Accreditation Board for Engineering and Technology (ABET-a)) (na primjer, one koje se bave interdisciplinarnim timovima, etičkom odgovornošću, utjecajem inženjerstva u globalnom i društvenom kontekstu, i učinkovitom komunikacijom). U istraživanju društveno korisnog učenja u inženjerstvu, naglasak je na razvoju projekata orijentiranih na društveno korisno učenje koji obično rezultiraju radnim prototipom, proizvodom ili inovativnim konceptom tehnoloških potreba određenog partnera u zajednici (tj. prijenosom znanja), a studentima pruža smisleno iskustvo za učenje i promišljanje. Projekti DKU-a mogu se kretati od dizajniranja sustava praćenja okoliša za održavanje muzejskih artefakata u lokalnoj zajednici do dizajniranja sustava obnovljivih izvora energije za ruralnu zajednicu u zemlji u razvoju. Obično se ti projekti razvijaju ili za „Capstone“ ili za uključivanje u druge inženjerske kolegije koji imaju značajan konceptualni sadržaj. Međutim, uz svu nedavnu usredotočenost na DKU u inženjerstvu, relativno se malo pozornosti posvećuje razvoju projekata orijentiranih na društveno korisno učenje.Service learning is one of the more recently adopted methods used in many scientific disciplines and academic institutions. Service learning means combining academic knowledge and helping the community with key features, including needs expressed in the community. Previous studies have shown the positive effects of Service learning on a wide range of cognitive and affective knowledge, many of which meet the criteria of the Accreditation Board for Engineering and Technology (ABET) (for example, those dealing with interdisciplinary teams). , ethical responsibility, the impact of engineering in a global and social context, and effective communication). In the research of socially useful learning in engineering, the emphasis is on the development of socially useful learning-oriented projects that usually result in a working prototype, product or innovative concept of technological needs of a particular partner in the community (ie knowledge transfer). Service learning projects can range from designing an environmental monitoring system to maintaining museum artifacts in the local community to designing a renewable energy system for the rural community in a developing country. Typically, these projects are developed either for Capstone or for inclusion in other engineering courses that have significant conceptual content. However, with all the recent focus on Service learning in engineering, relatively little attention is paid to the development of socially useful learning-oriented projects

Overview and description of service learning methods in engineering education

Društveno korisno učenje (tkzv. DKU) jedna je od novijih usvojenih metoda koja se koristi u mnogim znanstvenim disciplinama i akademskim institucijama. DKU označava spajanje akademskog znanja i pomoći zajednici s ključnim značajkama, uključujući i potrebe izražene u zajednici. Prethodne studije pokazale su pozitivne učinke DKU-a na širokom rasponu kognitivnih i afektivnih znanja od kojih mnoge odgovaraju kriterijima Akreditacijskog odbora za inženjering i tehnologiju (Accreditation Board for Engineering and Technology (ABET-a)) (na primjer, one koje se bave interdisciplinarnim timovima, etičkom odgovornošću, utjecajem inženjerstva u globalnom i društvenom kontekstu, i učinkovitom komunikacijom). U istraživanju društveno korisnog učenja u inženjerstvu, naglasak je na razvoju projekata orijentiranih na društveno korisno učenje koji obično rezultiraju radnim prototipom, proizvodom ili inovativnim konceptom tehnoloških potreba određenog partnera u zajednici (tj. prijenosom znanja), a studentima pruža smisleno iskustvo za učenje i promišljanje. Projekti DKU-a mogu se kretati od dizajniranja sustava praćenja okoliša za održavanje muzejskih artefakata u lokalnoj zajednici do dizajniranja sustava obnovljivih izvora energije za ruralnu zajednicu u zemlji u razvoju. Obično se ti projekti razvijaju ili za „Capstone“ ili za uključivanje u druge inženjerske kolegije koji imaju značajan konceptualni sadržaj. Međutim, uz svu nedavnu usredotočenost na DKU u inženjerstvu, relativno se malo pozornosti posvećuje razvoju projekata orijentiranih na društveno korisno učenje.Service learning is one of the more recently adopted methods used in many scientific disciplines and academic institutions. Service learning means combining academic knowledge and helping the community with key features, including needs expressed in the community. Previous studies have shown the positive effects of Service learning on a wide range of cognitive and affective knowledge, many of which meet the criteria of the Accreditation Board for Engineering and Technology (ABET) (for example, those dealing with interdisciplinary teams). , ethical responsibility, the impact of engineering in a global and social context, and effective communication). In the research of socially useful learning in engineering, the emphasis is on the development of socially useful learning-oriented projects that usually result in a working prototype, product or innovative concept of technological needs of a particular partner in the community (ie knowledge transfer). Service learning projects can range from designing an environmental monitoring system to maintaining museum artifacts in the local community to designing a renewable energy system for the rural community in a developing country. Typically, these projects are developed either for Capstone or for inclusion in other engineering courses that have significant conceptual content. However, with all the recent focus on Service learning in engineering, relatively little attention is paid to the development of socially useful learning-oriented projects

Sustav za učinkovitu rekonstrukciju slika i svjetlosnih polja primjenom sažimajućega očitavanja.

In this thesis, a design of a measurement system for image and light field acquisition comprised of off-the-shelf components (i.e. camera and projector) is proposed. Additionally, a detailed calibration procedure that enables high-quality reconstructions using a compressive sensing (CS) framework is proposed. It minimizes the influence of additive and multiplicative noise in the CS setup. The calibrated system is used for efficient sampling of images and light fields using a sub-Nyquist number of measurements. The proposed system enables high-resolution imaging using a low-resolution imaging sensor. This fact is especially important in the area of light field imaging, where an inherent spatio-angular trade-off exists. The proposed measurement setup and the reconstruction methods enable overcoming the aforementioned trade-off. Finally, efficient methods for reconstruction of CS images using machine learning are proposed. They have the benefits of improved reconstruction speed and quality of the CS images, especially at extremely low measurement rates.U ovom radu, predložen je dizajn mjernog sustava za akviziciju slika i svjetlosnih polja sastavljenog od nemodificiranih komponenti (kamere i projektora). Nadalje, predstavljena je metoda umjeravanja koja omogućuje rekonstrukciju slika visoke kvalitete korištenjem sažimajućeg očitavanja. Razvijena metoda umjeravanja smanjuje utjecaj aditivnog i multiplikativnog šuma u sustavu sažimajućeg očitavanja. Kalibrirani sustav korišten je za učinkovito uzorkovanje slika i svjetlosnih polja korištenjem pod-Nyquistovskog broja uzoraka. Predloženi sustav omogućuje visokorezolucijsko snimanje slika i svjetlosnih polja korištenjem niskorezolucijskog slikovnog senzora. Spomenuta činjenica posebno je važna pri snimanju svjetlosnih polja, gdje postoji kompromis između prostorne i kutne rezolucije. Konačno, u radu su predložene efikasne metode za rekonstrukciju sažeto očitanih slika korištenjem strojnog učenja. Razvijene metode imaju brojne prednosti poput bržeg vremena rekonstrukcije te kvalitete sažeto očitanih slika, posebice u slučaju ekstremnog poduzorkovanja

Electric instrument "tamburica"

Električka tamburica je instrument nastao elektrifikacijom akustične tamburice kako bi se eliminirali problemi koji su se javljali prilikom klasičnog ozvučavanja mikrofonom. U ovom radu ukratko je opisana povijest tamburice i njene akustičke značajke. Opisan je i rad električke tamburice te vrste pickupova koje se koriste na električkim tamburicama. Objašnjeni su različiti načini spajanja instrumenta na sustav ozvučenja te vrste audio efekata koji se koriste prilikom sviranja i njihov utjecaj na zvuk električke tamburice. Konačno, općenito su opisane glavne značajke električke tamburice te ovisnost kvalitete reprodukcije o različitim čimbenicima.Electric „tamburica“ is an instrument developed from acoustic „tamburica“ by adding electrical components to eliminate problems that occurred when using classic miking techniques to mike up this instrument. In this paper, history of music instrument „tamburica“ and its acoustical properties were briefly described. Also, functioning of electric „tamburica“ and types of pickups that are used on this instrument were described. Different techniques used to connect „tamburica“ to a sound reinforcement system and types of audio effects that are used when playing „tamburica“ and their influence on the sound were explained. Finally, main features of electric „tamburica“ and reproduction quality dependence on its parameters has been described in general

Sustav za učinkovitu rekonstrukciju slika i svjetlosnih polja primjenom sažimajućega očitavanja.

In this thesis, a design of a measurement system for image and light field acquisition comprised of off-the-shelf components (i.e. camera and projector) is proposed. Additionally, a detailed calibration procedure that enables high-quality reconstructions using a compressive sensing (CS) framework is proposed. It minimizes the influence of additive and multiplicative noise in the CS setup. The calibrated system is used for efficient sampling of images and light fields using a sub-Nyquist number of measurements. The proposed system enables high-resolution imaging using a low-resolution imaging sensor. This fact is especially important in the area of light field imaging, where an inherent spatio-angular trade-off exists. The proposed measurement setup and the reconstruction methods enable overcoming the aforementioned trade-off. Finally, efficient methods for reconstruction of CS images using machine learning are proposed. They have the benefits of improved reconstruction speed and quality of the CS images, especially at extremely low measurement rates.U ovom radu, predložen je dizajn mjernog sustava za akviziciju slika i svjetlosnih polja sastavljenog od nemodificiranih komponenti (kamere i projektora). Nadalje, predstavljena je metoda umjeravanja koja omogućuje rekonstrukciju slika visoke kvalitete korištenjem sažimajućeg očitavanja. Razvijena metoda umjeravanja smanjuje utjecaj aditivnog i multiplikativnog šuma u sustavu sažimajućeg očitavanja. Kalibrirani sustav korišten je za učinkovito uzorkovanje slika i svjetlosnih polja korištenjem pod-Nyquistovskog broja uzoraka. Predloženi sustav omogućuje visokorezolucijsko snimanje slika i svjetlosnih polja korištenjem niskorezolucijskog slikovnog senzora. Spomenuta činjenica posebno je važna pri snimanju svjetlosnih polja, gdje postoji kompromis između prostorne i kutne rezolucije. Konačno, u radu su predložene efikasne metode za rekonstrukciju sažeto očitanih slika korištenjem strojnog učenja. Razvijene metode imaju brojne prednosti poput bržeg vremena rekonstrukcije te kvalitete sažeto očitanih slika, posebice u slučaju ekstremnog poduzorkovanja

2D and 3D scene reconstruction using compressive sensing

Tema rada rekonstrukcija je dvodimenzionalne i trodimenzionalne scene sažetim očitavanjem. U okviru rada osmišljen je i realiziran sustav za rekonstrukciju dvodimenzionalne scene metodom sažetog očitavanja. Navedeni sustav sastoji se od digitalne kamere i projektora. Opisana je osnovna ideja razvoja sustava za rekonstrukciju trodimenzionalne scene sažetim očitavanjem. Eksperimentalni rezultati rekonstrukcije dvodimenzionalne scene metodom sažetog očitavanja sadržani u radu su zadovoljavajući. Informacijski sadržaj rekonstruirane scene uspješno je obnovljen iz reduciranog skupa uzoraka signala te odgovara informacijskom sadržaju originalne scene. Rad potvrđuje činjenicu kako je metodom sažetog očitavanja moguće iz reduciranog skupa snimljenih uzoraka statistički pouzdano rekonstruirati polazni signal.This thesis theme is reconstruction of two-dimensional and three-dimensional scenes using compressive sensing. In the thesis, system for reconstruction of two-dimensional scene using compressive sensing method has been designed and developed. The system is made of digital camera and a projector. Basic idea of three-dimensional scene reconstruction using compressive sensing has been described. Experimental results of two-dimensional scene reconstruction using compressive sensing method have been presented and are satisfying. Informational content of the scene is successfully reconstructed from reduced number of measurements and it is equal to the informational content of original scene. This thesis confirms the fact that compressive sensing method is able to reconstruct the original signal from reduced number of measurements with certain statistical reliability

Overview and description of service learning methods in engineering education

Društveno korisno učenje (tkzv. DKU) jedna je od novijih usvojenih metoda koja se koristi u mnogim znanstvenim disciplinama i akademskim institucijama. DKU označava spajanje akademskog znanja i pomoći zajednici s ključnim značajkama, uključujući i potrebe izražene u zajednici. Prethodne studije pokazale su pozitivne učinke DKU-a na širokom rasponu kognitivnih i afektivnih znanja od kojih mnoge odgovaraju kriterijima Akreditacijskog odbora za inženjering i tehnologiju (Accreditation Board for Engineering and Technology (ABET-a)) (na primjer, one koje se bave interdisciplinarnim timovima, etičkom odgovornošću, utjecajem inženjerstva u globalnom i društvenom kontekstu, i učinkovitom komunikacijom). U istraživanju društveno korisnog učenja u inženjerstvu, naglasak je na razvoju projekata orijentiranih na društveno korisno učenje koji obično rezultiraju radnim prototipom, proizvodom ili inovativnim konceptom tehnoloških potreba određenog partnera u zajednici (tj. prijenosom znanja), a studentima pruža smisleno iskustvo za učenje i promišljanje. Projekti DKU-a mogu se kretati od dizajniranja sustava praćenja okoliša za održavanje muzejskih artefakata u lokalnoj zajednici do dizajniranja sustava obnovljivih izvora energije za ruralnu zajednicu u zemlji u razvoju. Obično se ti projekti razvijaju ili za „Capstone“ ili za uključivanje u druge inženjerske kolegije koji imaju značajan konceptualni sadržaj. Međutim, uz svu nedavnu usredotočenost na DKU u inženjerstvu, relativno se malo pozornosti posvećuje razvoju projekata orijentiranih na društveno korisno učenje.Service learning is one of the more recently adopted methods used in many scientific disciplines and academic institutions. Service learning means combining academic knowledge and helping the community with key features, including needs expressed in the community. Previous studies have shown the positive effects of Service learning on a wide range of cognitive and affective knowledge, many of which meet the criteria of the Accreditation Board for Engineering and Technology (ABET) (for example, those dealing with interdisciplinary teams). , ethical responsibility, the impact of engineering in a global and social context, and effective communication). In the research of socially useful learning in engineering, the emphasis is on the development of socially useful learning-oriented projects that usually result in a working prototype, product or innovative concept of technological needs of a particular partner in the community (ie knowledge transfer). Service learning projects can range from designing an environmental monitoring system to maintaining museum artifacts in the local community to designing a renewable energy system for the rural community in a developing country. Typically, these projects are developed either for Capstone or for inclusion in other engineering courses that have significant conceptual content. However, with all the recent focus on Service learning in engineering, relatively little attention is paid to the development of socially useful learning-oriented projects

2D and 3D scene reconstruction using compressive sensing

Tema rada rekonstrukcija je dvodimenzionalne i trodimenzionalne scene sažetim očitavanjem. U okviru rada osmišljen je i realiziran sustav za rekonstrukciju dvodimenzionalne scene metodom sažetog očitavanja. Navedeni sustav sastoji se od digitalne kamere i projektora. Opisana je osnovna ideja razvoja sustava za rekonstrukciju trodimenzionalne scene sažetim očitavanjem. Eksperimentalni rezultati rekonstrukcije dvodimenzionalne scene metodom sažetog očitavanja sadržani u radu su zadovoljavajući. Informacijski sadržaj rekonstruirane scene uspješno je obnovljen iz reduciranog skupa uzoraka signala te odgovara informacijskom sadržaju originalne scene. Rad potvrđuje činjenicu kako je metodom sažetog očitavanja moguće iz reduciranog skupa snimljenih uzoraka statistički pouzdano rekonstruirati polazni signal.This thesis theme is reconstruction of two-dimensional and three-dimensional scenes using compressive sensing. In the thesis, system for reconstruction of two-dimensional scene using compressive sensing method has been designed and developed. The system is made of digital camera and a projector. Basic idea of three-dimensional scene reconstruction using compressive sensing has been described. Experimental results of two-dimensional scene reconstruction using compressive sensing method have been presented and are satisfying. Informational content of the scene is successfully reconstructed from reduced number of measurements and it is equal to the informational content of original scene. This thesis confirms the fact that compressive sensing method is able to reconstruct the original signal from reduced number of measurements with certain statistical reliability