3D acquisition and analysis with applications in interaction and contactless measurement

Abstract

Negli ultimi anni la Computer Vision è diventata una presenza costante nella vita quotidiana di ognuno di noi. Grazie alla riduzione del prezzo degli apparati e all'aumento della potenza di calcolo, le tecniche basate sulla Computer Vision sono diventate un ottimo strumento da applicare in diversi scenari, dall'acquisizione della struttura tridimensionale degli oggetti, alla fotogrammetria sino all'analisi automatica delle immagini di video sorveglianza e l'utilizzo in sistemi automatici di autenticazione basati sul riconoscimento facciale. Il recente interesse del settore video-ludico in nuovi paradigmi di interazione basati su gesture recognition ha ulteriormente incrementato la presenza di apparati di acquisizione video (e non solo) nelle nostre case. Questa tesi è dedicata all'utilizzo di questa varietà di dispositivi a basso costo per lo sviluppo di applicazioni utili sia nel campo industriale che nel mondo dell'home-entertainment. Il primo contributo di questa tesi riguarda lo sviluppo di alcune tecniche avanzate di calibrazione degli apparati di acquisizione, con particolare attenzione a dispositivi a basso costo che, a causa delle imperfezioni nella produzione, sono più propensi a divergere dai modelli parametrici comuni. Oltre ad immagini bidimensionali, la recente diffusione di camere di profondità, come per esempio il sensore Mictosoft Kinect, permette di acquisire insieme all'immagine anche informazioni relative alla tridimensionalità della scena. Questi dati sono particolarmente utili quando dobbiamo riconoscere movimenti del corpo e gesti effettuati dagli utenti, tuttavia la loro analisi introduce un nuovo problema: la ricerca di corrispondenza tra forme non rigide . Questo problema è affrontato nella seconda parte della tesi con due metodi che cercano di trovare delle corrispondenza sia sparse che dense tra due o più forme in presenza di parzialità . Nell'ultima parte sono proposte alcune applicazioni che sfruttano le nozioni e le tecniche introdotte precedentemente per lo sviluppo di nuovi paradigmi di interazione mediante la progettazione di due dispositivi di tracking applicati in diversi scenari: un tavolo interattivo, una Witeboard interattiva e un Viewer Dependent display.