Self-calibration of projective and generic central cameras

• Autores: Ferran Espuny Pujol
• Directores de la Tesis: José Ignacio Burgos Gil (dir. tes.) , Juan Carlos Naranjo del Val (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2009
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Peter Sturm (presid.) , Jordi Vitrià Marca (secret.) , Antonio Valdes Morales (voc.)
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• Resumen

  • Consideramos la autocalibración de cámaras centrales, sistemas de visión con un punto de vista efectivo, representadas por dos modelos: la cámara proyectiva o estenopeica y la cámara central genérica, Por calibración de una cámara entendemos la asignación a cada píxel de una dirección de proyección; la calibración es necesaria para la obtención de información afín o métrica de una escena a partir de imágenes. Los métodos de autocalibración determinan la calibración usando imágenes de una escena de geometría desconocida adquiridas con movimiento de cámara desconocido.

    Estudiamos la autocalibración afín de cámaras proyectivas para diferentes movimientos de cámara. Para movimientos generales caracterizamos la soluciones fuertes de la restricción modular, probamos la equivalencia de diversos métodos existentes y su degeneración con movimiento plano. Para movimientos planos damos una nueva restricción (lineal) que mejora la restricción modular (de cuarto grado), proponemos un método lineal para la reconstrucción del horizonte con tres imágenes y validamos experimentalmente el método con datos simulados y reales. Para movimientos con rotaciones relativas alrededor de ejes paralelos (parallel axis motion) estudiamos la intersección de tres cónicas (imágenes de los horópteros) en una reconstrucción proyectiva con tres imágenes, proponemos un método de autocalibración simple y demostramos teóricamente la resolución unívoca del problema.

    Estudiamos también la autocalibración de cámaras genéricas centrales usando flujos ópticos producidos por rotaciones de la cámara. Proponemos un método nuevo para el cálculo de flujo rotacional genérico, basado en el uso de splines bicúbicos para el flujo y de una penalización robusta para imponer la constancia de la intensidad en la dirección del flujo. Con dos rotaciones demostramos que el problema de autocalibración puede ser resuelto salvo transformación ortogonal, damos una solución teórica cerrada y un algoritmo práctico de resolución, y estudiamos el comportamiento de nuestro método usando flujos simulados y reales. Con tres rotaciones proponemos un método que proporciona mejores resultados que el de dos rotaciones y mostramos resultados preliminares con flujos reales. Finalmente planteamos dos posibles estrategias para la resolución del problema con múltiples flujos rotacionales.