Registro de imágenes de rango basado en similaridad entre regiones

Range image registration by means similarity between regions

El registro de imágenes de rango es un paso intermedio en la construcción de modelos tridimensionales obtenidos mediante sensores de rango, debido principalmente a la naturaleza parcial del proceso de adquisición de los datos. Se propone un método de registro grueso de mallas triangulares para la reconstrucción de objetos tridimensionales, basado en la correspondencia de regiones de superficies empleando el Índice de Forma como descriptor principal de información topológica, y la métrica Earth Mover´s Distance (EMD) como medida de similaridad entre regiones. Las principales ventajas de este método es que permite independencia de la prealineación inicial y transformación espacial, permitiendo obtener un registro adecuado sin importar la posición inicial de cada vista.

INTRODUCCIÓN

El registro de imágenes de rango constituye una etapa inicial dentro de un proceso general denominado reconstrucción de formas tridimensionales (ver Figura 1). La obtención de un modelo computacional digital de una forma real inicia con la adquisición de los datos mediante dispositivos especializados denominados Escáner de Rango. Estos dispositivos generan imágenes construidas mediante las mediciones de profundidad desde el sensor hasta el objeto y son denominadas imágenes de rango.

Las imágenes de rango, como fuente de información para reconstruir superficies de objetos reales y cuya popularidad inició hace algo más de dos décadas con el trabajo de Hoppe [1], han seguido creciendo, principalmente debido al alto desarrollo de las tecnologías láser que brindan significativas mejoras en los niveles de precisión y flexibilidad para la adquisición de datos de rango [2], lo que sugiere el uso en un amplio espectro de áreas en las que se requiera la representación digital de formas. De igual forma, otro aspecto que ha permitido la generalización del uso de este tipo de imágenes, lo constituye el hecho de que representan explícitamente la geometría de la superficie de la escena [3], por lo tanto, no poseen los problemas implícitos que se presentan en otros tipos de imágenes.

Debido a que el proceso de adquisición posee una naturaleza parcial, es necesario unificar el sistema coordenado de cada una de las imágenes adquiridas. Este proceso es realizado en una etapa denominada Registro, que consiste en llevar todas las imágenes adquiridas a un sistema de coordenadas común.

La clasificación de los métodos de registro es amplia y puede realizarse desde diferentes aspectos. Una clasificación común se realiza de acuerdo con el nivel de precisión en el que cada método une el par de imágenes.