Generacion De Mapas Densos De Distancias Para Aplicaciones De Vision Tridimensional

Universidad de Oviedo
Departamento de Ingenier a Electrica Electronica, de Computadores y de Sistemas

Memoria para la obtencion del grado de Doctor Ingeniero Industrial

GENERACION DE MAPAS DENSOS DE DISTANCIAS PARA APLICACIONES DE VISION TRIDIMENSIONAL

Rafael Corsino Gonzalez de los Reyes Gijon, Junio de 1999

Universidad de Oviedo
Departamento de Ingenier a Electrica Electronica,de Computadores y de Sistemas

TESIS
GENERACION DE MAPAS DENSOS DE DISTANCIAS PARA APLICACIONES DE VISION TRIDIMENSIONAL
Presentada por Rafael Corsino Gonzalez de los Reyes para la obtencion del grado de DOCTOR INGENIERO INDUSTRIAL Director: Jose Antonio Cancelas Caso, Profesor del Dpto. de Ingenier a Electrica, Electronica, de Computadores y de Sistemas, Universidad de Oviedo. Universidad deOviedo Campus de Viesques, Gijon Junio de 1999

Dedicado a mi mujer Conchi. "... de mil maneras" Rogger Rabbit

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Indice General
Indice de Tablas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Indice de Figuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. INTRODUCCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1 Obtencion de informacion 3D usandovision arti cial . . . . 1.2 Motivacion y objetivos del presente trabajo . . . . . . . . . . 1.3 Metodolog a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4 De ahora en adelante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Principios de la vision estereo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Introduccion a la vision estereo . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Un sistema estereobasico . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.2 El modelo de camara . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.2.1 Parametros intr nsecos . . . . . . . . . . . . 2.1.2.2 Parametros extr nsecos . . . . . . . . . . . . 2.1.2.3 Expresion general de la matriz proyectiva . 2.1.3 Geometr a epipolar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.3.1 La matriz esencial y la matriz fundamental 2.1.3.2 Recti cacion deimagenes . . . . . . . . . . 2.2 Establecimiento de correspondencias . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Otras restricciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1.1 Restriccion de unicidad . . . . . . . . . . . 2.2.1.2 Restriccion de continuidad . . . . . . . . . . 2.2.1.3 Restriccion de orden . . . . . . . . . . . . . 2.2.1.4 Restriccion del gradiente de disparidad . . . 2.2.2 Principalestecnicas de emparejamiento . . . . . . . . 2.2.2.1 Tecnicas basadas en correlacion . . . . . . . 2.2.2.2 Tecnicas de relajacion . . . . . . . . . . . . 2.2.2.3 Metodos de minimizacion de costes . . . . . 2.2.2.4 Metodos de prediccion y veri cacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii xi 1 1 3 6 7 9 9 10 13 15 15 16 17 18 20 22 23 24 24 24 25 27 27 28 29 30

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3. Estado del arte de la vision estereo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Teor a de Marr-Poggio yalgoritmos derivados . . . . . . . . . 3.2.1 Implementacion de Grimson . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2 Implementacion de Pollard-Mayhew-Frisby . . . . . . . 3.2.3 Implementacion de Pradzny . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.4 Implementacion de Kass . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Algoritmos de emparejamiento de areas . . . . . . . . . . . . . 3.3.1 Algoritmo de Moravec . . . . . . . . . . .. . . . . . . 3.3.2 Algoritmo de Shah, Chapman y Mahani . . . . . . . . 3.3.3 Algoritmo de Faugeras et al. . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.3.1 Funciones de correlacion . . . . . . . . . . . . 3.3.3.2 Validacion de emparejamientos . . . . . . . . 3.3.3.3 Implementaciones hardware . . . . . . . . . . 3.3.4 Algoritmo de multiples l neas base de Okutomi-Kanade 3.3.5 Algoritmo de ventana adaptativa...