Fotometrische stereo

Photometrische stereo is een computervisiemethode om de contour en reflectiviteit van een oppervlak in 3D (driedimensionale) ruimte te analyseren en te detailleren.  De methode houdt in dat een externe lichtbron op dat oppervlak wordt geschenen, het licht wordt bewogen en meerdere beelden worden verzameld op basis van de resulterende belichtingsscenario's.

Photometrische stereo heeft diverse toepassingen, met name gezichtsherkenning, industriële productkwaliteitsborging / kwaliteitscontrole, en het analyseren van de oppervlakken van hemellichamen, met name de maan. In tegenstelling tot een 3D-scan of hologram kan bij fotometrische stereo-opnamen de waarnemer niet worden verplaatst; alleen de plaats van de lichtbron verandert. Fotometrische stereo bepaalt de oriëntaties van vectoren (stralen in de ruimte) die normaal (loodrecht) op een oppervlak lopen op meerdere punten. Naarmate het aantal punten en normaalvectoren toeneemt, verbetert de kwaliteit van de resulterende stereokaart.

De wiskunde van fotometrische stereo omvat geavanceerde calculus, vectoranalyse en differentiaalvergelijkingen, maar het basisconcept is eenvoudig voor te stellen. Als je een ingewikkeld standbeeld fotografeert vanaf één punt op een bepaald moment van de dag (bijvoorbeeld 's middags) in direct zonlicht, dan krijgt iedereen die de foto bekijkt een goed beeld van de contouren van het standbeeld. Maar als je datzelfde standbeeld vanaf datzelfde punt met tussenpozen van een uur fotografeert gedurende een lange, zonnige zomerdag, dan zal iedereen die de verzameling foto's ziet een beter idee krijgen van de omtrek van het standbeeld omdat de zon het vanuit verschillende hoeken heeft belicht. In fotometrische stereo zou een gespecialiseerd computerprogramma beelden combineren die het resultaat zijn van honderden, duizenden of miljoenen oriëntaties van lichtbronnen, afkomstig uit alle mogelijke richtingen in de 3D-ruimte, om een nauwkeurig wiskundig beeld van het oppervlak van het standbeeld te produceren - maar alleen gezien vanuit een enkel referentiekader.

Het concept van fotometrische stereo is niet nieuw; Robert J. Woodham van de Universiteit van British Columbia introduceerde het idee in 1980. Sindsdien heeft de vooruitgang van de computertechnologie de precisie en de toepasbaarheid van fotometrische stereoprocessen sterk verbeterd.

 

Lees verder over fotometrische stereo:

Photometrische stereo: Inleiding

Een fotometrische stereo-benadering van gezichtsherkenning

Photometric Stereo with General, Unknown Lighting