Orientador: Clésio Luis Tozzi

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação

Resumo: Este trabalho aborda a solução para o problema da recuperação da informação tridimensional somente a partir de imagens da cena ou do objeto que se deseja modelar desconhecidas as informações a respeito das câmeras utilizadas. A solução apresentada divide-se em duas partes: na primeira se...

Resumo: Este trabalho aborda a solução para o problema da recuperação da informação tridimensional somente a partir de imagens da cena ou do objeto que se deseja modelar desconhecidas as informações a respeito das câmeras utilizadas. A solução apresentada divide-se em duas partes: na primeira se estabelece a relação entre pares ou trios de câmeras utilizando matriz fundamental ou tensor trifocal, respectivamente e a partir dessas relações obtém-se por meio de triangulação uma reconstrução tridimensional da cena ou do objeto observado em função de uma transformação projetiva arbitrária. Na segunda parte determina-se uma transformação que leva a cena ou o objeto obtidos no espaço projetivo para o espaço métrico. Essa transformação que leva o objeto recuperado no espaço projetivo para o espaço métrico é encontrada por meio de autocalibração utilizando o plano no infinito e a cônica absoluta que apresentam a propriedade de serem invariantes a rotação, translação e escala, em relação a um referencial escolhido arbitrariamente. Dependendo do número de imagens disponíveis é necessário inserir restrições nos parâmetros intrínsecos das câmeras para viabilizar o cálculo da transformação. Essas restrições são inseridas na forma de suposições a respeito dos parâmetros intrínsecos das câmeras, como pontos principais conhecidos ou constantes entre as câmeras, skew nulo, relação de aspecto unitária etc. Os resultados da reconstrução no espaço projetivo obtidos com o uso da matriz fundamental e do tensor trifocal foram comparados em relação ao erro de reconstrução utilizando protótipo implementado em Matlab e imagens sintéticas. A solução geral foi avaliada em relação ao erro de reprojeção, reconstrução no espaço métrico com base em imagens sintéticas e imagens reais de objetos conhecidos, utilizando um protótipo desenvolvido na plataforma Embarcadero Delphi

Abstract: This work addresses a solution to the problem of recovering three-dimensional information from images of a scene or modeled object based only on images and without any information of the cameras parameters. The presented solution is divided in two parts: in the first part it is established...

Abstract: This work addresses a solution to the problem of recovering three-dimensional information from images of a scene or modeled object based only on images and without any information of the cameras parameters. The presented solution is divided in two parts: in the first part it is established the relationship between a pair or a triple of cameras using the fundamental matrix or trifocal tensor, respectively, and obtained by triangulation a three-dimensional reconstruction of the observed scene or object in function of an arbitrary projective transformation. In the second part it is determined a transformation to covert the obtained scene or object reconstruction from the projective space to the metric space. This transformation is found by auto-calibration using the plane at infinity and the absolute conic which have the property of being invariant to rotation, translation and scale in relation to an arbitrarily chosen reference frame. According to the number of available images, restrictions on the intrinsic parameters may be necessary in order to obtain a valid transformation. These restrictions are inserted in the form of assumptions about the values of the intrinsic parameters of the cameras or relations between then, like known principal points or constant values for the cameras, zero skew, unit aspect ratio and so on. Using synthetic images and a prototype implemented in Matlab, the results of reconstruction in projective space based on the fundamental matrix and trifocal tensor were compared in relation to the error of reconstruction. Based on synthetic images and real images of known objects and a prototype developed in the Embarcadero Delphi platform, the general solution was evaluated in relation to the reprojection error and the error of reconstruction in the metric space