Detection of laser beam’s center-line in 2D images

Abstract

Modeling, reconstruction and visualization of 3D images is crucial in such fields as industrial engineering and manufacture, medicine, game development, etc. A physical object can be transferred to 3D virtual space by using a 3D laser scanner. Quality of the 3D model of the object scanned strongly depends on that of the laser beam’s center-line detected in the 2D image. A technique for detection of the laser beam’s center-line in a set of 2D images is presented. It uses two shifted kernels of the first-order Gaussian derivatives combined in a nonlinear way. Filtering is performed in a number of directions to select the one with the maximal response. The laser beam’s center-line is identified by the local maxima in the filtered image through evaluation of its first- and second-order derivatives. The technique was tested on images with a laser trace left on the object scanned.

Trimačių vaizdų modeliavimas, rekonstravimas ir atvaizdavimas yra svarbus tokioms sritims, kaip pramoninė inžinerija ir gamyba, medicina, kompiuterinių žaidimų pramonė ir t. t. Fizinį objektą perkelti į trimatę virtualiąją erdvę galima naudojant erdvinį lazerinį skaitytuvą. Taip gauto trimačio objekto modelio kokybė labai priklauso nuo lazerio spindulio centrinės linijos išskyrimo dvimačiame vaizde kokybės. Aprašomas metodas, skirtas lazerio spindulio centrinei linijai išskirti dvimačių vaizdų rinkinyje. Taikomas filtras – dviejų perstumtų branduolių, aprašomų pirmosios eilės Gauso skirstinio išvestinėmis, netiesinė kombinacija. Filtruojama keliomis kryptimis ieškant tos, kuriai gaunamas maksimalus atsakas. Centrinė lazerio spindulio linija filtruotame vaizde randama pagal lokaliuosius maksimumus, skaičiuojant jo pirmosios ir antrosios eilės išvestines. Metodas patikrintas praktiškai vaizduose su lazerio spindulio pėdsaku ant skaitomo objekto.