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Polygongitter von Tiefenbildern und das Reißverschlussverfahren

Turk und Levoy [81] nehmen verschiedene Tiefenbilder von Objekten mit Hilfe eines auf Lichtstreifen basierenden Triangulationsscanners auf. Die erste Stufe des von ihnen entwickelten Algorithmus wandelt jedes Tiefenbild in ein Gitter um. Dabei sind alle 3D-Messpunkte potentielle Knoten in diesem Gitter, das nur aus Dreiecken besteht. Aus jeweils vier benachbarten Punkten (Spalte und Zeile) des Tiefenbildes entstehen kein, ein oder zwei Dreiecke. Turk und Levoy suchen nach der kürzesten Diagonale zwischen diesen vier Punkten, um unter Anwendung eines Schwellenwertes die Punkte zu identifizieren, die die Dreiecke bilden [81].

Der zweite Schritt des Algorithmus verbindet jeweils 2 Gitter, die zuvor in einem gemeinsamen Koordinatensystem registriert wurden. Dabei kommt das so genannte Reißverschlussverfahren (engl.: mesh zippering) zum Einsatz. 3 Teilschritte sind dazu nötig: Redundante Bereiche der Gitter werden im ersten Schritt entfernt, so dass sich die Gitter gerade noch überlappen. Als zweites werden die restlichen überlappenden Flächen abgeschnitten und die Dreiecke im Reißverschlussverfahren zusammengefügt. Zum Abschluss entfernt man alle kleinen Dreiecke [81], um das Gitter an den Verschlussstellen zu glätten.

Dieses Verfahren wird in vielen 3D-Scansystemen eingesetzt. Einige Beispiele dafür finden sich in [53,64,69,82]. Die Gitterrekonstruktion aus einem einzigen 3D-Scan findet auch beim AIS 3D-Laserscanner Anwendung [75]. Der Unterschied zu [81] besteht darin, dass die Vereinigung mehrerer 3D-Scans nicht implementiert ist und das Gitter aus Vierecken besteht.



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Andreas Nüchter
2002-07-10