Segmentaion and region-based registration applied to 3D raw point clouds - Application to Cultural Heritage (Doutorado)

A geometria tridimensional, ou 3D, tem ganhado crescente popularidade como a nova forma de conteúdo de mídia digital, resultando em um aumento significativo de projetos para obter representações detalhadas em 3D de objetos do patrimônio cultural em museus e escavações arqueológicas. Os objetivos por trás da obtenção de modelos digitais em 3D de objetos do patrimônio cultural são melhorar a preservação, arquivamento, compreensão, restauração e disseminação dessas obras de arte. Para alcançar esses objetivos, novos dispositivos de escaneamento foram desenvolvidos para capturar detalhes minuciosos, independentemente do tamanho e quantidade de objetos, assim como informações complementares, como cor e textura. O resultado desses sistemas de aquisição, na maioria das vezes, é um conjunto bruto de pontos, conhecido como nuvem de pontos, uma aproximação ruidosa da superfície contínua do objeto, composta por coordenadas de pontos.

Os dispositivos de escaneamento de alta precisão produzem uma nuvem de pontos bruta composta por grandes conjuntos de dados, podendo chegar a milhões de pontos, e adquirem várias nuvens de pontos brutas, cada uma de um único ponto de vista. Estes dados não se tornam utilizáveis até que os pontos de vista relativos de cada nuvem de pontos sejam trazidos para o mesmo quadro de referência e então fundidos em um modelo digital 3D final. O processo de identificar e encontrar regiões correspondentes em várias nuvens de pontos, considerando posições iniciais arbitrárias, e estimar a transformação rígida correspondente que melhor alinha as nuvens de pontos umas às outras, é chamado de registro.

A tese teve como objetivo entender e avaliar como grandes nuvens de pontos brutos podem ser representadas e processadas de forma eficiente no contexto do registro. Grande parte do trabalho apresentado nesta tese faz parte do projeto EROS-3D, que tem como objetivo lidar com a gestão de grandes coleções de objetos tridimensionais de arte. Vamos examinar os problemas de representação de dados para o registro de escaneamentos que representam objetos do patrimônio cultural em museus. À medida que o volume de dados aumenta, as técnicas de registro atuais não estão bem adaptadas para tratar desse problema, e a sobrecarga de pré-processamento se torna enorme. Uma representação compacta desses dados se torna uma tarefa inevitável e desafiadora.

Essa estratégia é atraente porque, ao desviar a atenção de todo o conjunto de dados para pequenas regiões, nos colocamos em uma posição melhor para lidar com desafios práticos advindos de nuvens de pontos brutos, como dados ausentes, oclusões, ruídos, valores discrepantes e outros objetos na cena. Estamos particularmente interessados no desenvolvimento de uma técnica de registro 3D.

Monografia

Além dos artigos da pesquisa, você consegue ler a monografia completa do meu doutorado aqui!

Financiamento

Finalizado

• Projeto EROS-3D

Contato

• Pesquisadora do Projeto: Profa Carla Rocha (caguiar@unb.br)