Depth Resolution Enhancement with Active Stereo Vision using novel IR Projection Pattern

Abstract

본 논문에서는 3D 영상촬영을 위한 액티브 스테레오 비전의 성능을 연구하고, 액티브 스테레오 비전의 깊이 분해능을 향상시키는 방법을 제안하는 일부 실험 데이터를 제시한다. 실험 설정에서 활성 스테레오 비전 카메라의 깊이 해상도는 카메라를 평범한 흰색 벽에 투영하여 평가된다. 실험부는 레이저 프로젝터와 깊이 카메라의 다중 조합을 조사하여 레이저 프로젝터의 수가 깊이 카메라의 성능에 어떤 영향을 미치는지 확인한다. 각 조합으로 짧은 기록이 수행됩니다. 채우기 속도 및 깊이 루트 평균 제곱 오차는 깊이 성능을 정량화하는 지표로 사용됩니다. 또한, 수동적 방법과 능동적 방법을 사용한 3D 이미징의 비교 분석이 수행된다. 결과에 따라 패시브 방법은 텍스처, 객체 및 잘 비치지 않는 장면을 포함한 일부 요인에 의해 제한된다. 그러나 능동적 방법은 능동적 입체 카메라인 인텔 리얼센스 D455를 사용하여 시연된 레이저 프로젝터로 현장에 기능을 능동적으로 투영함으로써 이러한 한계를 극복한다. 결과는 수동적 방법에 비해 능동적 스테레오 비전이 더 낫다는 것을 보여준다. 또한 액티브 스테레오 비전용 레이저 프로젝터의 수를 늘리면 액티브 스테레오 비전의 깊이 분해능이 향상된다.|In this thesis, the performance of active stereo vision for 3D imaging is studied, and some experimental data is presented that suggests a method to improve the depth resolution of active stereo vision. In the experimental setup, the depth resolution of an active stereo vision camera is evaluated by projecting the camera to the plain white wall. The experimental part examines the multiple combinations of laser projectors with a depth camera to check how the number of laser projectors influences the performance of the depth camera. With each combination, a short recording is done. The fill rate and Depth root mean square error are used as a metric to quantify the depth performance. Moreover, a comparative analysis of 3D imaging with passive and active methods is done. Based on the results, the passive method is limited by some factors, including texture, objects, and not well-illuminated scenes. However, active methods overcome these limitations by actively projecting features to the scene with the laser projectors demonstrated using Intel RealSense D455, an active stereoscopic camera. The results show active stereo vision is better compared to the passive methods. In addition, increasing the number of laser projectors for active stereo vision improves the depth resolution of active stereo vision.