H - Electricity – 04 – N
Patent
H - Electricity
04
N
H04N 13/00 (2006.01) G06T 11/00 (2006.01)
Patent
CA 2707176
The present invention comprises a method and an apparatus for three-dimensional modelling using the principle of stereo vision with an integrated lighting system used for restoring depth without prior data on the surface reflection. The method includes several initial steps using stereo and radiometric calibration and processes of rectification with a view to obtaining precise results. In addition, an active stereo technique is applied in order to restore dense depth maps from a simple pair of stereo images. This technique is a combination of conventional approaches and stereo photometry and is based on the reflection reciprocity property which considers an arbitrary surface distribution of the reflection. This particular property is achieved if the object to be restored is acquired in the specific lighting conditions provided by the invention. The active stereo technique is followed by a process of in-depth map calibration. The method also includes a procedure for image acquisition for obtaining the sets of images required for calibration, rectification and three-dimensional restoration processes. The apparatus for stereo acquisition of images comprises internal light sources which are automatically communicated by a lighting control to ensure the reciprocity property, a stereo camera head made up of the optics required for acquiring reciprocal stereo images and a PC compatible interface. Positions of external light sources can be considered as an extension of this apparatus. The method and apparatus can be extended to other cameras or light source configurations for acquiring large objects and/or multiple points for view acquisition. This invention is potentially quicker than other 3-D scanners or 3-D restoration systems since it requires only two images in order to obtain deep models of objects with an arbitrary distribution of surface reflection such that, the system is useful in a wide range of applications such as metrology, quality control and medical and dynamic three-dimensional modelling.
La presente invención comprende un método y un aparato para modelado tridimensional usando el principio de visión en estéreo con un sistema de iluminación integrado para permitir restaurar la profundidad sin previo conocimiento de la reflexión de la superficie. El método incluye varios pasos iniciales por calibración en estéreo y radiométrica y procesos de rectificación para obtener resultados precisos. Además, una técnica en estéreo activa es aplicada para restaurar mapas de profundidad densa a partir de un simple par de imágenes en estéreo. Esta técnica es una combinación de los acercamientos convencionales y fotometría en estéreo y se basa en la propiedad de reciprocidad de Ia reflexión el cual considera una distribución superficial arbitraria de la reflexión. Esta propiedad particular se obtiene si el objeto a restaurarse es adquirido bajo condiciones de iluminación específicas provistas por la invención. Después la técnica en estéreo activa se aplica un proceso de calibración del mapa con profundidad. El método también incluye un procedimiento de adquisición de imagen para obtener los juegos de imágenes necesarias para calibración, rectificación y procesos de restauración tridimensional. El aparato para la adquisición de imágenes en estéreo comprende fuentes de luz internas, estás están comunicadas automáticamente por un control de iluminación para asegurar la propiedad de reciprocidad, una cabeza de cámara en estéreo compuesta por las ópticas necesarias para adquirir las imágenes en etéreo reciprocas y una interfase compatible con PC. Posiciones de fuentes de luz externas pueden considerarse como una extensión de este aparato. El método y aparato pueden extenderse a otras cámaras o configuraciones de fuentes de luz para adquirir objetos grandes y/o puntos múltiples de adquisición de vistas. Esta invención es potencialmente más rápida que otros escáner 3D o sistemas de restauración 3D puesto que requiere solamente dos imágenes para obtener modelos profundos de objetos con una distribución de la superficie de reflexión arbitrari a tal que, Ie sistema puede usarse en un amplio rango de aplicaciones tal como metrología, control de calidad, modelado tridimensional medico y dinámico.
Arias Estrada Miguel Octavio
Morales Reyes Alicia
Rosas Cholula Maria Luisa
Sosa Ramirez Gerardo
Fasken Martineau Dumoulin Llp
Prefixa Vision Systems S.a. de C.v.
LandOfFree
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