Desenvolvimento e Analise de um Digitalizador Câmera-Projetor de Alta Definição para Captura de Geometria e Fotometria

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

26/08/2011

RESUMO

Um sistema câmera-projetor e capaz de capturar informação geometrica tridimensional de objetos e ambientes do mundo real. A captura de geometria em tal sistema baseia-se na projeção de luz estruturada sobre um objeto atraves do projetor, e na captura da cena modulada atraves da câmera. Com o sistema previamente calibrado, a deformação da luz projetada causada pelo objeto fornece a informação necessaria para reconstruir a geometria do mesmo por meio de triangulação. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um digitalizador câmera-projetor de alta definição (com resoluções de ate 1920x1080 e 1280x720); são detalhadas as etapas e processos que conduzem a reconstrução de geometria, como calibração câmera-projetor, calibração de cores, processamento da imagem capturada e triangulação. O digitalizador desenvolvido utiliza a codificação de luz estruturada (b, s)-BCSL, que emprega a projeção de uma sequência de faixas verticais coloridas sobre a cena. Este esquema de codificação flexível oferece um numero variado de faixas para projeção: quanto maior o numero de faixas, mais detalhada a geometria capturada. Um dos objetivos deste trabalho e estimar o numero limite de faixas (b,s)-BCSL possivel dentro das resoluções atuais de video de alta definição. Este numero limite e aquele que prove reconstrução densa da geometria alvo, e ao mesmo tempo possui baixo nivel de erro. Para avaliar a geometria reconstruida pelo digitalizador para os diversos numeros de faixas, e proposto um protocolo para avaliação de erro. O protocolo desenvolvido utiliza planos como objetos para mensurar a qualidade de reconstrução geometrica. A partir da nuvem de pontos gerada pelo digitalizador, a equação do plano para a mesma e estimada por meio de minimos quadrados. Para um numero fixo de faixas, são feitas cinco digitalizações independentes do plano: cada digitalização leva a uma equação; tambem e computado o plano medio, estimado a partir da união das cinco nuvens de pontos. Uma metrica de distância no espaco projetivo e usada para avaliar a precisão e a acuracia de cada numero de faixas projetados. Alem da avaliação quantitativa, a geometria de varios objetos e apresentada para uma avaliação qualitativa. Os resultados demonstram que a quantidade de faixas limite para videos de alta resolução permite uma grande densidade de pontos mesmo em superficies com alta variação de cores.

ASSUNTO(S)

fotografia 3d geometria computacional 3d photography. ciencia da computacao calibração câmera projetor luz estruturada camera projector calibration structured light

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