Calibracion camaras

CALIBRACION DE LA CAMARA DESDE PUNTOS DE DESVANECIMIENTO EN IMÁGENES DE PERSPECTIVAS ARQUITECTONICAS.

Introducción:
En el paper motivo de estudio, se aborda el problema de la recuperación u obtención de los modelos 3D a partir de imágenes no calibradas de perspectivas o escenarios arquitectónicos. Las perspectivas de escenarios arquitectónicos de interiores y exteriores, presentanciertas características propias como son, una marcada presencia de paralelismo y ortogonalidad, estas características son explotadas para crear algoritmos que extraen objetos tridimensionales de una imagen bidimensional.
La reconstrucción tridimensional de objetos mediante imágenes digitales, se basa en la estimación de sus coordenadas espaciales con las coordenadas de las proyecciones en lasimágenes.
Comúnmente, para la reconstrucción 3D se emplean cámaras calibradas. En la calibración se estiman parámetros necesarios para evaluar coordenadas espaciales en base a las de las proyecciones en las imágenes. Se clasifican en parámetros internos, dados por las características constructivas de las cámaras, y parámetros externos, que vinculan el sistema de coordenadas asociado al objeto con elsistema centrado en la cámara. Un patrón de calibración es un dispositivo con un sistema de coordenadas propios, y puntos de coordenadas conocidas, cuyas proyecciones son identificables en la imagen con algún algoritmo simple. Las coordenadas de dichos puntos y sus proyecciones permiten plantear un sistema de ecuaciones, cuya solución da los parámetros. En general, no son lineales; Un modelo lineal esapropiado si las aberraciones ópticas son inapreciables. Con ópticas de calidad inferior se manifiesta la distorsión radial. Los métodos que incluyen modelos no lineales requieren estimar los parámetros internos y externos. [1]

Esquema del algoritmo:
Un modelo 3D se puede recuperar o de dos o varias imágenes sin calibrar en las siguientes cuatro etapas.
1) El usuario selecciona unconjunto de bordes de la imagen que están en paralelo o en perpendicular en el mundo. Estas primitivas son, precisamente, localizadas en la imagen utilizando la información de la gradiente de la imagen.
2) El siguiente paso se refiere a la calibración de la cámara: los parámetros intrínsecos de la cámara se determinan para cada imagen. Esto se realiza mediante la determinación de los puntos dedesvanecimiento asociadas con líneas paralelas en el mundo. Tres direcciones mutuamente ortogonales son explotadas para dar tres parámetros intrínsecos y la orientación de cada vista.
3) Una matriz de proyección para cada vista es calculada partir de los bordes de la imagen y puntos de desvanecimiento.
4) El último paso consiste en el uso de estas matrices de proyección para encontrar máscorrespondencias entren las imágenes y luego para calcular triángulos texturados 3D que representan un modelo de la escena.

Hallando los puntos de desvanecimiento:

El paso clave en el algoritmo para recuperar las matrices de proyección requiere hallar los puntos de desvanecimiento de líneas paralelas con las orientaciones conocidas. Los segmentos de imagen puede ser interactivamentedefinidos por el usuario y se debe tener cuidado en hallar los correspondientes puntos de desvanecimiento.
Un punto de desvanecimiento corresponde a la proyección de la intersección de las líneas paralelas en el infinito. Varias clases de enfoques han sido propuestos para localizar precisamente esta intersección, [2]
Después de haber encontrado los puntos de desvanecimiento se puede recuperar losparámetros intrínsecos mediante el uso de las propiedades de la matriz de rotación.
Luego de hallar los puntos de desvanecimiento, recuperar los parámetros intrínsecos se utilizan estos para obtener la orientación y la posición de las cámaras. Lo cual permite calcular las matrices de proyección para las diferentes vistas, hallar los puntos de correspondencia y luego las posiciones de puntos 3D....