Reconstrucción de transporte de luz transitorio en escenas ocultas.

Peña López de Murillas, María
Marco Murria, Julio (dir.) ; Gutiérrez Pérez, Diego (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2022
Informática e Ingeniería de Sistemas department, Lenguajes y Sistemas Informáticos area

Graduado en Ingeniería Informática

Abstract: La imagen computacional es un conjunto de técnicas digitales que permiten formar imágenes a partir de medidas de sensores de distintos tipos, en contraste a los procesos ópticos que generan las imágenes en una cámara tradicional, y sustituyen o incrementan las capacidades de algunos procesos ópticos. Uno de los avances recientes más espectaculares tiene que ver con cámaras computacionales ultrarrápidas, que permiten capturar el transporte de luz en la escena a lo largo del tiempo. Una de las nuevas aplicaciones que han surgido a raíz de estas cámaras es la de ser capaz de ver objetos ocultos alrededor de esquinas, dentro del campo conocido generalmente como non-line-of-sight (NLOS) imaging. Para ello es necesario analizar la luz indirecta que se refleja sobre objetos visibles, y a partir de ella reconstruir computacionalmente la escena oculta. Esto puede dar lugar a muchas aplicaciones prácticas como evitar colisiones entre vehículos, o visualizar regiones de difícil acceso. Sin embargo, la mayoría de los algoritmos existentes se limitan a recuperar la geometría de la escena oculta, descartando la información temporal del transporte de luz. Si pudiéramos recuperar esta información en un entorno de NLOS, podríamos por ejemplo analizar de qué materiales son los objetos de la escena oculta, o ver incluso alrededor de dos esquinas. El objetivo de este trabajo es desarrollar un método para reconstruir el transporte de luz transitorio en escenas ocultas, y analizar el comportamiento de distintas funciones de filtrado de cara a potenciales aplicaciones novedosas de análisis de escenas ocultas. En concreto, primero se ha implementado el algoritmo clásico de reconstrucción de escenas ocultas, backprojection filtrado, que estima la posición de los objetos ocultos triangulando a partir del tiempo de propagación de la luz. A continuación se ha extendido dicho algoritmo para obtener uno nuevo, al que llamamos backprojection filtrado resuelto en tiempo, que proporciona información sobre el transporte de la luz en la escena oculta a lo largo del tiempo. Se ha analizado el efecto de distintas técnicas de filtrado sobre ambos algoritmos y la información que proporciona la reconstrucción obtenida por el nuevo algoritmo en distintas escenas con variaciones de material, rango, y complejidad. Se espera que este segundo algoritmo sea utilizado en futuras investigaciones sobre NLOS.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado