1. OBTENÇÃO DA FORMA
TRIDIMENSIONAL DE ESTRUTURAS
ANATÓMICAS EXTERNAS
A PARTIR DE IMAGENS
Teresa C. S. Azevedo, João Manuel R. S. Tavares, Mário A. P. Vaz
FEUP – Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
LOME - Laboratório de Óptica e Mecânica Experimental

2. OBTENÇÃO DA FORMA TRIDIMENSIONAL
DE ESTRUTURAS ANATÓMICAS EXTERNAS
A PARTIR DE IMAGENS
Sumário
I. Reconstrução 3D do corpo humano
Métodos Volumétricos
II. Metodologia utilizada
III. Alguns resultados experimentais obtidos
IV. Conclusões
V. Trabalho futuro
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3. OBTENÇÃO DA FORMA TRIDIMENSIONAL
DE ESTRUTURAS ANATÓMICAS EXTERNAS
A PARTIR DE IMAGENS
Introdução Sistemas para a reconstrução 3D do corpo humano foram inicialmente
desenvolvidos na década de 70, para testes de ergonomia na indústria
Metodologia automóvel e aeronáutica
Resultados
Hoje em dia, os modelos 3D estáticos do corpo humano são normalmente
obtidos utilizando digitalizadores (scanners) 3D comerciais, geralmente
Conclusões
dispendiosos mas simples de usar
Trabalho Futuro
Os modelos obtidos são bastante realistas e
constituem um tópico de elevado interesse, com
utilização em várias áreas:
indústria cinematográfica
realidade virtual
indústria têxtil;
design
biomedicina, …
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4. OBTENÇÃO DA FORMA TRIDIMENSIONAL
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Introdução
Métodos volumétricos:
bastante populares nas últimas décadas
Metodologia
eficientes e mais versáteis que as técnicas baseadas em visão estéreo,
Resultados pois trabalham no espaço volumétrico do objecto a reconstruir e não
requerem o emparelhamento de entidades
Conclusões usualmente, procura-se obter uma aproximação do Envoltório Visual,
através de um processo de intersecção de volumes cónicos, com base
Trabalho Futuro nas restrições impostas pelas silhuetas obtidas nas imagens e os
centros de projecção associados, obtendo-se assim o Envoltório
Visual Inferido – Inferred Visual Hull
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5. OBTENÇÃO DA FORMA TRIDIMENSIONAL
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A PARTIR DE IMAGENS
Metodologia utilizada:
Introdução
obtenção de duas sequências de imagens:
Metodologia • colocando um padrão de calibração
coplanar em diversas posições no espaço
Resultados • sobre o mesmo padrão de calibração,
colocar a estrutura a reconstruir, adquirindo-
Conclusões se um segundo conjunto de imagens em torno
da mesma estrutura
Trabalho Futuro
calibração, pelo método de Zhang, da câmara
de imagem usada
segmentação da estrutura (silhueta) em cada imagem da segunda sequência
reconstrução da estrutura em causa utilizando o método volumétrico de
Coloração de Voxels Generalizado (Generalized Voxel Coloring - GVC)
poligonização e suavização do modelo volumétrico obtido usando o
algoritmo Marching Cubes
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6. OBTENÇÃO DA FORMA TRIDIMENSIONAL
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A PARTIR DE IMAGENS
Introdução
O método de reconstrução 3D adoptado foi experimentado usando dois
objectos, bastante distintos em termos de dimensões e de complexidade da
Metodologia forma: um “torso” e uma “mão”
Resultados 1) Aquisição de imagens (objecto “mão”):
sequência 1: padrão de calibração coplanar em diversas posições no espaço
Conclusões
Trabalho Futuro
sequência 2: conjunto padrão de calibração com a estrutura a reconstruir
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7. OBTENÇÃO DA FORMA TRIDIMENSIONAL
DE ESTRUTURAS ANATÓMICAS EXTERNAS
A PARTIR DE IMAGENS
1) Aquisição de imagens (objecto “torso”):
Introdução
sequência 1: padrão de calibração coplanar em diversas posições no espaço
Metodologia
Resultados
Conclusões
Trabalho Futuro
sequência 2: conjunto padrão de calibração coma a estrutura a reconstruir
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8. OBTENÇÃO DA FORMA TRIDIMENSIONAL
DE ESTRUTURAS ANATÓMICAS EXTERNAS
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2) Calibração da câmara de imagem:
Introdução
Metodologia
uma forma de verificar os
resultados da calibração,
Resultados consiste em reprojectar os
pontos 3D do plano de
Conclusões calibração nas imagens 2D,
utilizando para tal os
Trabalho Futuro parâmetros de calibração
obtidos
Conjunto de Desvio-padrão (em píxeis)
imagens x y
“mão” 0.4891 1.0410
“torso” 0.1547 0.6109
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9. OBTENÇÃO DA FORMA TRIDIMENSIONAL
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3) Segmentação:
Introdução
Metodologia
Resultados
Conclusões
Trabalho Futuro
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10. OBTENÇÃO DA FORMA TRIDIMENSIONAL
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4) Reconstrução 3D (objecto “mão”):
Introdução
Metodologia
Resultados
Conclusões
Trabalho Futuro
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11. OBTENÇÃO DA FORMA TRIDIMENSIONAL
DE ESTRUTURAS ANATÓMICAS EXTERNAS
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4) Reconstrução 3D (objecto “torso”):
Introdução
Metodologia
Resultados
Conclusões
Trabalho Futuro
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12. OBTENÇÃO DA FORMA TRIDIMENSIONAL
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Conclusões:
Introdução
É difícil obter um modelo 3D exacto de um objecto, principalmente se este
Metodologia apresentar superfícies complexas, como é o caso das estruturas anatómicas
externas
Resultados
Neste trabalho, verificou-se que os erros existentes nos modelos 3D
Conclusões reconstruídos, usando a metodologia apresentada, são essencialmente
devidos aos resultados do processo de calibração da câmara de imagem
Trabalho Futuro usada não serem por vezes os mais correctos
A maior dificuldade encontrada foi no processo de segmentação da silhueta
da estrutura a reconstruir em cada imagem da sequência usada, devido à
presença do padrão de calibração nas mesmas
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13. OBTENÇÃO DA FORMA TRIDIMENSIONAL
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Trabalho Futuro:
Introdução
O trabalho futuro irá concentrar-se em melhorar os resultados do processo
Metodologia de calibração da câmara de imagem usada e do próprio processo de
reconstrução 3D considerado
Resultados
Ir-se-á igualmente estudar a influência dos critérios de fotoconsistência,
Conclusões visto as estruturas em consideração possuírem cor mais ou menos uniforme
ao longo de todas as suas superfícies
Trabalho Futuro
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