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José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 1
Geometría proyectiva y visión artificial
José Ignacio Ronda PrietoGrupo de Tratamiento de Imágenes, ETSIT, UPM
http://www.gti.ssr.upm.es/˜jir/[email protected]
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 2
Geometría proyectiva y visión artificial
■ Una introducción a la Geometría Proyectiva
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 2
Geometría proyectiva y visión artificial
■ Una introducción a la Geometría Proyectiva■ para la reconstrucción 3D a partir de imágenes.
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
● Una larga historia hecha
breve● Un objetivo concreto
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 3
Una larga historia hecha breve
■ Estudio de las propiedades geométricas preservadas porproyecciones: Euclides (325-265 AC), Apolonio (226-190AC), Pappus (290-350), Desargues (1591-1661), Pascal(1623-1662), . . . .
■ Hacia la Geometría Proyectiva: Poncelet (1788-1867), VonStaudt (1798-1867), Plücker (1801-1868).
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
● Una larga historia hecha
breve● Un objetivo concreto
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 3
Una larga historia hecha breve
■ Tratados sobre la perspectiva en la pintura: Piero de laFrancesca (1420-1492).
■ Invención de la fotografía (1827)→ Aplicación al problemade la reconstrucción de elementos tridimensionales a partirde imágenes (fotogrametría).
■ Técnicas actuales de reconstrucción con cámaras nocalibradas (1992-).
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
● Una larga historia hecha
breve● Un objetivo concreto
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 4
Un objetivo concreto
Reconstrucción 3D con cámaras no calibradasDatos de partida: Correspondencia entre puntos en variasimágenes.
16
20 21
42
43
44
45
74
75
76
1620
21
42
43
44
45
74
75 76
Objetivo: Obtener■ Posiciones 3D de los puntos■ Parámetros intrínsecos de las cámaras■ Posiciones relativas de las cámaras
Reconstrucción 3D (VRML)(Pulsar botón derecho del ratón y seleccionar “Abrir vínculo web en el explorador”.
Se necesita tener instalado un plug-in de VRML.))
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 5
Proyecciones
y’
x’
f
y
x
z
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 5
Proyecciones
y’
x’
f
y
x
z
x′ = −fx
z, y′ = −f
y
z
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 5
Proyecciones
y’
x’
f
y
x
z
x′ = −fx
z, y′ = −f
y
z
Vamos a convertir estas ecuaciones en ecuaciones lineales.
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 6
Coordenadas homogéneas en el plano
Ecuación afín de una recta:
ax + by + c = 0
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 6
Coordenadas homogéneas en el plano
Ecuación afín de una recta:
ax + by + c = 0
Coordenadas homogéneas de la recta:
r ∼ (a, b, c)
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 6
Coordenadas homogéneas en el plano
Ecuación afín de una recta:
ax + by + c = 0
Coordenadas homogéneas de la recta:
r ∼ (a, b, c)
Punto de la recta
(x, y), (x, y, 1)(a, b, c)> = 0
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 6
Coordenadas homogéneas en el plano
Ecuación afín de una recta:
ax + by + c = 0
Coordenadas homogéneas de la recta:
r ∼ (a, b, c)
Punto de la recta
(x, y), (x, y, 1)(a, b, c)> = 0
Coordenadas homogéneas del punto:
(X, Y, T ) ∼ (x, y, 1),X
T= x,
Y
T= y
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 6
Coordenadas homogéneas en el plano
Ecuación afín de una recta:
ax + by + c = 0
Coordenadas homogéneas de la recta:
r ∼ (a, b, c)
Punto de la recta
(x, y), (x, y, 1)(a, b, c)> = 0
Coordenadas homogéneas del punto:
(X, Y, T ) ∼ (x, y, 1),X
T= x,
Y
T= y
Ecuación de la recta en coordenadas homogéneas
ax + by + c = 0⇔ aX
T+ b
Y
T+ c = 0⇔ aX + bY + cT = 0
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 7
Coordenadas homogéneas en el plano?Qué representa el punto (X, Y, 0)?
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 7
Coordenadas homogéneas en el plano?Qué representa el punto (X, Y, 0)?Punto de corte de dos rectas
aX + bY + cT = 0, a′X + b′Y + c′T = 0
⇒ (X, Y, T ) ∼ (a, b, c)× (a′, b′, c′).
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 7
Coordenadas homogéneas en el plano?Qué representa el punto (X, Y, 0)?Punto de corte de dos rectas
aX + bY + cT = 0, a′X + b′Y + c′T = 0
⇒ (X, Y, T ) ∼ (a, b, c)× (a′, b′, c′).
Cortamos dos rectas paralelas
aX + bY + c = 0, aX + bY + c′ = 0
⇒ (X, Y, T ) ∼ (a, b, c)× (a, b, c′) ∼ (b,−a, 0)
Obtenemos el vector director de la recta.
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 7
Coordenadas homogéneas en el plano?Qué representa el punto (X, Y, 0)?Punto de corte de dos rectas
aX + bY + cT = 0, a′X + b′Y + c′T = 0
⇒ (X, Y, T ) ∼ (a, b, c)× (a′, b′, c′).
Cortamos dos rectas paralelas
aX + bY + c = 0, aX + bY + c′ = 0
⇒ (X, Y, T ) ∼ (a, b, c)× (a, b, c′) ∼ (b,−a, 0)
Obtenemos el vector director de la recta.
(X, Y, 0) es el “punto” en el que se cortan todas las rectas convector director v = (X, Y )⇒ punto del infinito de la recta.
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 7
Coordenadas homogéneas en el plano?Qué representa el punto (X, Y, 0)?Punto de corte de dos rectas
aX + bY + cT = 0, a′X + b′Y + c′T = 0
⇒ (X, Y, T ) ∼ (a, b, c)× (a′, b′, c′).
Cortamos dos rectas paralelas
aX + bY + c = 0, aX + bY + c′ = 0
⇒ (X, Y, T ) ∼ (a, b, c)× (a, b, c′) ∼ (b,−a, 0)
Obtenemos el vector director de la recta.
(X, Y, 0) es el “punto” en el que se cortan todas las rectas convector director v = (X, Y )⇒ punto del infinito de la recta.
Los puntos del infinito forman la recta del infinito, T = 0.
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 8
Dualidad
Si en un teorema cambiamos “recta definida por dos puntos“por punto de corte de dos rectas, obtenemos otro teorema.
Por ejemplo:■ Dos puntos determinan una recta.■ Dos rectas determinan un punto.
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 8
Dualidad
Teorema de Pappus
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 8
Dualidad
Dual del teorema de Pappus
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 8
Dualidad
Teorema de Pappus y su dual
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 9
Espacio afín y espacio proyectivo
El espacio proyectivo es el espacio de las coordenadashomogéneas.
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 9
Espacio afín y espacio proyectivo
El espacio proyectivo es el espacio de las coordenadashomogéneas.
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 10
Homografías
Una homografía es una transformación biyectiva del espacioproyectivo de la forma
X
Y
T
7→
X ′
Y ′
T ′
=
a11 a12 a13
a21 a22 a23
a31 a32 a33
X
Y
T
Dos matrices proporcionales definen la misma homografía.
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
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● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 10
Homografías
Una homografía es una transformación biyectiva del espacioproyectivo de la forma
X
Y
T
7→
X ′
Y ′
T ′
=
a11 a12 a13
a21 a22 a23
a31 a32 a33
X
Y
T
Dos matrices proporcionales definen la misma homografía.
En el espacio afín no es biyectiva:■ Los puntos (X, Y, T )(a31, a32, a33)
> = 0 se van al infinito.■ Los puntos de la recta del infinito T = 0 aparecen en la recta
(a11, a21, a31)× (a12, a22, a32).
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
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● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 10
Homografías
Una homografía es una transformación biyectiva del espacioproyectivo de la forma
X
Y
T
7→
X ′
Y ′
T ′
=
a11 a12 a13
a21 a22 a23
a31 a32 a33
X
Y
T
Dos matrices proporcionales definen la misma homografía.
En el espacio afín no es biyectiva:■ Los puntos (X, Y, T )(a31, a32, a33)
> = 0 se van al infinito.■ Los puntos de la recta del infinito T = 0 aparecen en la recta
(a11, a21, a31)× (a12, a22, a32).
Geometría proyectiva ≡ Estudio de las propiedades que sepreservan por homografías.
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 11
Visualizando la recta del infinito
Aplicando una homografía:
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 11
Visualizando la recta del infinito
Aplicando una homografía:
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
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en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 12
El espacio proyectivo n-dimensional
Coordenadas: de afines a homogéneas y viceversa:
(x1, . . . , xn)→ (x1, . . . , xn, 1)(
X1
Xn+1
, . . . ,Xn
Xn+1
)
← (X1, . . . , Xn, Xn+1)
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 12
El espacio proyectivo n-dimensional
Coordenadas: de afines a homogéneas y viceversa:
(x1, . . . , xn)→ (x1, . . . , xn, 1)(
X1
Xn+1
, . . . ,Xn
Xn+1
)
← (X1, . . . , Xn, Xn+1)
Hiperplano del infinito:
Xn+1 = 0
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 12
El espacio proyectivo n-dimensional
Coordenadas: de afines a homogéneas y viceversa:
(x1, . . . , xn)→ (x1, . . . , xn, 1)(
X1
Xn+1
, . . . ,Xn
Xn+1
)
← (X1, . . . , Xn, Xn+1)
Hiperplano del infinito:
Xn+1 = 0
Dualidad:Punto↔ Hiperplano
Variedad definida por m puntos↔ Variedad intersección de m
hiperplanos.
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 12
El espacio proyectivo n-dimensional
Coordenadas: de afines a homogéneas y viceversa:
(x1, . . . , xn)→ (x1, . . . , xn, 1)(
X1
Xn+1
, . . . ,Xn
Xn+1
)
← (X1, . . . , Xn, Xn+1)
Hiperplano del infinito:
Xn+1 = 0
Dualidad:Punto↔ Hiperplano
Variedad definida por m puntos↔ Variedad intersección de m
hiperplanos.Homografías:Definidas por n + 2 puntos en en posición general.
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 13
Respetan algo las homografías?
■ Colinealidad
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 13
Respetan algo las homografías?
■ Colinealidad■ Incidencia
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 13
Respetan algo las homografías?
■ Colinealidad■ Incidencia■ Razón doble
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 14
El espacio proyectivo 1D
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 15
Razón doble
(1, 1)
(1, 0)
(0, 1)
H0
(d1, d2)
D
B
C
A
[A, B, C, D] =d1
d2
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 15
Razón dobleH
B′
C ′
A′
D′
(1, 1)
(1, 0)
(0, 1)
H0
(d1, d2)
D
B
C
A
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 15
Razón doble
H1
H
B′
C ′
A′
D′
(1, 1)
(1, 0)
(0, 1)
H0
(d1, d2)
D
B
C
A
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 15
Razón doble
H1
H
B′
C ′
A′
D′
(1, 1)
(1, 0)
(0, 1)
H0
(d1, d2)
D
B
C
A
[A, B, C, D] =d1
d2
H1|A,B,C =(
H0 ◦H−1)
|A,B,C ⇒ H1 = H0 ◦H−1
⇒ (d′
1, d′
2) = H1(D′) = H0
(
(H−1(D′))
= H0(D) = (d1, d2)
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 16
Razón doble
Fórmula de la razón doble:
A ≡ (a1, a2), B ≡ (b1, b2), C ≡ (c1, c2), D ≡ (d1, d2),
[A, B, C, D] =
∣
∣
∣
∣
∣
c1 c2
a1 a2
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
c1 c2
b1 b2
∣
∣
∣
∣
∣
:
∣
∣
∣
∣
∣
d1 d2
a1 a2
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
d1 d2
b1 b2
∣
∣
∣
∣
∣
![Page 45: GoBack - Welcome to GTIjir/comp_vis/gp.pdf · José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid ... Dualidad Espacio afín](https://reader031.fdocuments.in/reader031/viewer/2022021907/5bc3b78609d3f27a338c48ad/html5/thumbnails/45.jpg)
● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 16
Razón doble
Fórmula de la razón doble:
A ≡ (a1, a2), B ≡ (b1, b2), C ≡ (c1, c2), D ≡ (d1, d2),
[A, B, C, D] =
∣
∣
∣
∣
∣
c1 c2
a1 a2
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
c1 c2
b1 b2
∣
∣
∣
∣
∣
:
∣
∣
∣
∣
∣
d1 d2
a1 a2
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
∣
d1 d2
b1 b2
∣
∣
∣
∣
∣
Para cuatro puntos finitos:
A ≡ (a, 1), B ≡ (b, 1), C ≡ (c, 1), D ≡ (d, 1),
[A, B, C, D] =c− a
c− b:
d− a
d− b
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 17
El espacio proyectivo 1D: razón doble
Una perspectividad es un caso particular de homografía entrerectas proyectivas.
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 17
El espacio proyectivo 1D: razón doble
Una perspectividad es un caso particular de homografía entrerectas proyectivas.
La restricción de una homografía N-D a una recta es tambiénuna homografía entre rectas proyectivas.⇒ Las homografías preservan la razón doble de cuatro puntosalineados.
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 18
Proyecciones
y’
x’
f
y
x
z
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 18
Proyecciones
y’
x’
f
y
x
z
En coordenadas afines
x′ = −fx
z, y′ = −f
y
z
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 18
Proyecciones
y’
x’
f
y
x
z
En coordenadas homogéneas
X ′
Y ′
T ′
∼
−f 0 0 0
0 −f 0 0
0 0 1 0
X
Y
Z
T
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
● Proyecciones
● Coordenadas homogéneas
en el plano
● Coordenadas homogéneas
en el plano● Dualidad
● Espacio afín y espacio
proyectivo
● Homografías
● Visualizando la recta del
infinito● El espacio proyectivo
n-dimensional● Respetan algo las
homografías?● El espacio proyectivo 1D
● Razón doble
● Razón doble
● El espacio proyectivo 1D:
razón doble● Proyecciones
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
BibliografíaJosé Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 18
Proyecciones
y’
x’
f
y
x
z
En coordenadas homogéneas, cambiando las coordenadas
X ′
Y ′
T ′
∼
p11 p12 p13 p14
p21 p22 p23 p24
p31 p32 p33 p34
X
Y
Z
T
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
● Reconstrucción proyectiva
● Rec. proyectiva para dos
imágenes
● Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 19
Reconstrucción proyectiva
Datos: Puntos qij proyectados en varias imágenes:
qij ∼ PiQj
Incógnitas:■ Matrices de proyección Pi
■ Puntos 3D Qj
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
● Reconstrucción proyectiva
● Rec. proyectiva para dos
imágenes
● Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 19
Reconstrucción proyectiva
Datos: Puntos qij proyectados en varias imágenes:
qij ∼ PiQj
Incógnitas:■ Matrices de proyección Pi
■ Puntos 3D Qj
Pedimos demasiado:
qij = PiQj = (PiH)(
H−1Qj
)
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
● Reconstrucción proyectiva
● Rec. proyectiva para dos
imágenes
● Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 19
Reconstrucción proyectiva
Datos: Puntos qij proyectados en varias imágenes:
qij ∼ PiQj
Incógnitas:■ Matrices de proyección Pi
■ Puntos 3D Qj
Pedimos demasiado:
qij = PiQj = (PiH)(
H−1Qj
)
Incógnitas realistas: Para alguna H,■ Matrices de proyección P ′
i = PiH
■ Puntos 3D Q′j = H−1Qj
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
● Reconstrucción proyectiva
● Rec. proyectiva para dos
imágenes
● Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 20
Rec. proyectiva para dos imágenes
Condición para que exista solución:Que exista una matriz F (matrix fundamental) de rango dos talque
q′
i>
Fqi = 0.
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
● Reconstrucción proyectiva
● Rec. proyectiva para dos
imágenes
● Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 20
Rec. proyectiva para dos imágenes
Condición para que exista solución:Que exista una matriz F (matrix fundamental) de rango dos talque
q′
i>
Fqi = 0.
Algoritmo1. Obtener F a partir de pares de puntos.
2. Obtener un par de matrices de proyección solución a partirde F :
P =(
I 0)
, P ′ =(
e′×
F e′)
.
con e′ del núcleo por la izquierda de F .
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
● Reconstrucción proyectiva
● Rec. proyectiva para dos
imágenes
● Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 20
Rec. proyectiva para dos imágenes
Condición para que exista solución:Que exista una matriz F (matrix fundamental) de rango dos talque
q′
i>
Fqi = 0.
Algoritmo1. Obtener F a partir de pares de puntos.
2. Obtener un par de matrices de proyección solución a partirde F :
P =(
I 0)
, P ′ =(
e′×
F e′)
.
con e′ del núcleo por la izquierda de F .3. Obtener los puntos 3D resolviendo el sistema lineal
αjqi = PQi, α′
jq′
i = P ′Qi
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
● Reconstrucción proyectiva
● Rec. proyectiva para dos
imágenes
● Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 21
Reconstrucción proyectiva
1. La reconstrucción proyectiva de los puntos Qi, Q′i = HQi
es una versión muy distorsionada de la escena.■ No se respetan ángulos, ni distancias, ni ratios entre
distancias, ...■ El plano del infinito ha cambiado de sitio: rectas paralelas
dejan de serlo.
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
● Reconstrucción proyectiva
● Rec. proyectiva para dos
imágenes
● Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 21
Reconstrucción proyectiva
1. La reconstrucción proyectiva de los puntos Qi, Q′i = HQi
es una versión muy distorsionada de la escena.■ No se respetan ángulos, ni distancias, ni ratios entre
distancias, ...■ El plano del infinito ha cambiado de sitio: rectas paralelas
dejan de serlo.2. Es necesario convertir la reconstrucción proyectiva en una
reconstrucción euclídea.
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
● Reconstrucción proyectiva
● Rec. proyectiva para dos
imágenes
● Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 21
Reconstrucción proyectiva
1. La reconstrucción proyectiva de los puntos Qi, Q′i = HQi
es una versión muy distorsionada de la escena.■ No se respetan ángulos, ni distancias, ni ratios entre
distancias, ...■ El plano del infinito ha cambiado de sitio: rectas paralelas
dejan de serlo.2. Es necesario convertir la reconstrucción proyectiva en una
reconstrucción euclídea.3. Para ello tenemos que estudiar cómo se ven las geometrías
afín y euclídea dentro de la geometría proyectiva.
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 22
Jerarquía de geometrías
■ Felix Klein (1872) propuso clasificar las propiedadesgeométricas en función de su invariancia respecto dedistintos grupos de transformaciones.
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 22
Jerarquía de geometrías
■ Felix Klein (1872) propuso clasificar las propiedadesgeométricas en función de su invariancia respecto dedistintos grupos de transformaciones.
■ Cada geometría está asociada a un grupo detransformaciones.◆ Geometría euclídea: movimientos◆ Geometría conforme (“euclídea”): semejanzas◆ Geometría afín: afinidades◆ Geometría proyectiva: Homografías
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 22
Jerarquía de geometrías
■ Felix Klein (1872) propuso clasificar las propiedadesgeométricas en función de su invariancia respecto dedistintos grupos de transformaciones.
■ Cada geometría está asociada a un grupo detransformaciones.◆ Geometría euclídea: movimientos◆ Geometría conforme (“euclídea”): semejanzas◆ Geometría afín: afinidades◆ Geometría proyectiva: Homografías
■
{movimientos} ⊂ {semejanzas} ⊂ {afinidades} ⊂ {homografías}
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 22
Jerarquía de geometrías
■ Felix Klein (1872) propuso clasificar las propiedadesgeométricas en función de su invariancia respecto dedistintos grupos de transformaciones.
■ Cada geometría está asociada a un grupo detransformaciones.◆ Geometría euclídea: movimientos◆ Geometría conforme (“euclídea”): semejanzas◆ Geometría afín: afinidades◆ Geometría proyectiva: Homografías
■
{movimientos} ⊂ {semejanzas} ⊂ {afinidades} ⊂ {homografías}
■ ⇒ La geometría proyectiva incluye a las otras tres.
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 23
Geometría afín
La geometría afín estudia las propiedades que se preservanpor afinidades.
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Introducción
Elementos de geometría
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Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 23
Geometría afín
La geometría afín estudia las propiedades que se preservanpor afinidades.En coordenadas afines:
q′ = Aq + v.
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 23
Geometría afín
La geometría afín estudia las propiedades que se preservanpor afinidades.En coordenadas afines:
q′ = Aq + v.
En coordenadas homogéneas:
Q′ ∼
(
A v
0> 1
)
Q
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 23
Geometría afín
La geometría afín estudia las propiedades que se preservanpor afinidades.En coordenadas afines:
q′ = Aq + v.
En coordenadas homogéneas:
Q′ ∼
(
A v
0> 1
)
Q
Las afinidades son las homografías que preservan elhiperplano del infinito, Xn = 0.
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 24
Propiedades afines: paralelismo
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 24
Propiedades afines: paralelismo
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 25
Propiedades afines: razón simple
AB
C
A B C
AC
BC=
A′C′
B′C′
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 25
Propiedades afines: razón simple
A B C D
A’
B’
C’D’
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 25
Propiedades afines: razón simple
A B C D
A’
B’
C’D’
A ≡ (a, 1), B ≡ (b, 1), C ≡ (c, 1), D ≡ (d, 1), d → ∞
A′≡ (a′
, 1), B′≡ (b′, 1), C
′≡ (c′, 1), D ≡ (d′
, 1), d′→ ∞
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 25
Propiedades afines: razón simple
A B C D
A’
B’
C’D’
A ≡ (a, 1), B ≡ (b, 1), C ≡ (c, 1), D ≡ (d, 1), d → ∞
A′≡ (a′
, 1), B′≡ (b′, 1), C
′≡ (c′, 1), D ≡ (d′
, 1), d′→ ∞
[A, B,C,D] = [A′, B
′, C
′, D
′]
[A, B,C,D] =c − a
c − b:
d − a
d − b
d→∞−→
c − a
c − b=
AC
BC
[A′, B
′, C
′,D
′] =c′ − a′
c′ − b′:
d′− a′
d′− b′
d′→∞−→
c′ − a′
c′ − b′=
A′C′
B′C′
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 26
Geometría euclídea
La geometría “euclídea” estudia las propiedades que sepreservan por semejanzas.
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 26
Geometría euclídea
La geometría “euclídea” estudia las propiedades que sepreservan por semejanzas.En coordenadas afines
q′ = αRq′ + v, RR> = I.
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 26
Geometría euclídea
La geometría “euclídea” estudia las propiedades que sepreservan por semejanzas.En coordenadas afines
q′ = αRq′ + v, RR> = I.
En coordenadas homogéneas:
Q′ ∼
(
R v
0> 1
)
Q
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 26
Geometría euclídea
La geometría “euclídea” estudia las propiedades que sepreservan por semejanzas.En coordenadas afines
q′ = αRq′ + v, RR> = I.
En coordenadas homogéneas:
Q′ ∼
(
R v
0> 1
)
Q
Las semejanzas son las homografías que preservan el planodel infinito y algo más.
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 27
Circunferencias
Corte de una circunferencia con la recta del infinito.
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 27
Circunferencias
Corte de una circunferencia con la recta del infinito.
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 27
Circunferencias
Corte de una circunferencia con la recta del infinito.Algebraicamente:
(x− a)2 + (y − b2)− c2 = 0
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 27
Circunferencias
Corte de una circunferencia con la recta del infinito.Algebraicamente:
(x− a)2 + (y − b2)− c2 = 0
⇔ x2 + y2 − 2ax− 2by + (a2 + b2 − c2) = 0
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 27
Circunferencias
Corte de una circunferencia con la recta del infinito.Algebraicamente:
(x− a)2 + (y − b2)− c2 = 0
⇔ x2 + y2 − 2ax− 2by + (a2 + b2 − c2) = 0
⇔
(
x =X
T, y =
Y
T
)
X2+Y 2−2aXT−2bY T+(a2+b2−c2)T 2 = 0
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 27
Circunferencias
Corte de una circunferencia con la recta del infinito.Algebraicamente:
(x− a)2 + (y − b2)− c2 = 0
⇔ x2 + y2 − 2ax− 2by + (a2 + b2 − c2) = 0
⇔
(
x =X
T, y =
Y
T
)
X2+Y 2−2aXT−2bY T+(a2+b2−c2)T 2 = 0
⇔ (T = 0) X2 + Y 2 = 0⇔ Y = ±iX
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 27
Circunferencias
Corte de una circunferencia con la recta del infinito.Algebraicamente:
(x− a)2 + (y − b2)− c2 = 0
⇔ x2 + y2 − 2ax− 2by + (a2 + b2 − c2) = 0
⇔
(
x =X
T, y =
Y
T
)
X2+Y 2−2aXT−2bY T+(a2+b2−c2)T 2 = 0
Puntos de corte:
I ∼ (X, iX, 0) ∼ (1, i, 0), J ∼ (X,−iX, 0) ∼ (1,−i, 0).
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 28
Ángulos
α
U
V
β
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 28
Ángulos
U I J V
U ≡ (cosα, sin α), V ≡ (cosβ, sin β)
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 28
Ángulos
U I J V
U ≡ (cosα, sin α), V ≡ (cosβ, sin β)
[U, V, I, J ] =
˛˛˛˛˛˛
1 i
cos α sin α
˛˛˛˛˛˛
˛˛˛˛˛˛
1 −i
cos α sin α
˛˛˛˛˛˛
:
˛˛˛˛˛˛
1 i
cosβ sin β
˛˛˛˛˛˛
˛˛˛˛˛˛
1 −i
cosβ sin β
˛˛˛˛˛˛
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 28
Ángulos
U I J V
U ≡ (cosα, sin α), V ≡ (cosβ, sin β)
[U, V, I, J ] =(sin α − i cos α)(sin α + i cos α)
(sin α + i cos α)(sin β − i cos β)
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 28
Ángulos
U I J V
U ≡ (cosα, sin α), V ≡ (cosβ, sin β)
[U, V, I, J ] =eiαe−iβ
e−iαeiβ= e
i2(α−β)⇒ θ = α − β =
1
2ilog[U, V, I, J ]
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 29
La cónica absoluta
Corte de una esfera con el plano del infinito:
T = 0, X2 + Y
2 + Z2 =
“
X Y Z
”
0
BB@
1 0 0
0 1 0
0 0 1
1
CCA
| {z }
ω
0
BB@
X
Y
Z
1
CCA
= 0
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 29
La cónica absoluta
Corte de una esfera con el plano del infinito:
T = 0, X2 + Y
2 + Z2 =
“
X Y Z
”
0
BB@
1 0 0
0 1 0
0 0 1
1
CCA
| {z }
ω
0
BB@
X
Y
Z
1
CCA
= 0
Las semejanzas son exactamente las homografías que preservanesta cónica.
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
● Jerarquía de geometrías
● Geometría afín
● Propiedades afines:
paralelismo
● Propiedades afines: razón
simple
● Geometría euclídea
● Circunferencias
● Ángulos
● La cónica absoluta
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 29
La cónica absoluta
Corte de una esfera con el plano del infinito:
T = 0, X2 + Y
2 + Z2 =
“
X Y Z
”
0
BB@
1 0 0
0 1 0
0 0 1
1
CCA
| {z }
ω
0
BB@
X
Y
Z
1
CCA
= 0
Ortogonalidad: (X,Y, Z)ω(X ′, Y ′, Z′)> = 0
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 30
Reconstrucción euclídea
De la reconstrucción proyectiva a la reconstrucción euclídea:■ Localizar el plano del infinito■ Localizar la cónica absoluta
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 30
Reconstrucción euclídea
De la reconstrucción proyectiva a la reconstrucción euclídea:■ Localizar el plano del infinito■ Localizar la cónica absolutaDos alternativas:1. Utilizar datos conocidos de la escena
■ Cada par de rectas paralelas nos da un punto del planodel infinito.
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 30
Reconstrucción euclídea
De la reconstrucción proyectiva a la reconstrucción euclídea:■ Localizar el plano del infinito■ Localizar la cónica absolutaDos alternativas:1. Utilizar datos conocidos de la escena
■ Cada par de rectas paralelas nos da un punto del planodel infinito.
■ Dos pares ortogonales rectas paralelas nos dan ademásuna ecuación en los parámetros de la cónica absoluta.
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 30
Reconstrucción euclídea
De la reconstrucción proyectiva a la reconstrucción euclídea:■ Localizar el plano del infinito■ Localizar la cónica absolutaDos alternativas:1. Utilizar datos conocidos de la escena
■ Cada par de rectas paralelas nos da un punto del planodel infinito.
■ Dos pares ortogonales rectas paralelas nos dan ademásuna ecuación en los parámetros de la cónica absoluta.
2. Utilizar la constancia de ciertos parámetros en las cámaras(autocalibración).
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 31
Tipos de reconstrucciones
Escena real
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 31
Tipos de reconstrucciones
Reconstrucción proyectiva
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 31
Tipos de reconstrucciones
Reconstrucción afín
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Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 31
Tipos de reconstrucciones
Reconstrucción euclídea
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proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 32
Buscando puntos del infinito
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 32
Buscando puntos del infinito
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Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 32
Buscando puntos del infinito
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 32
Buscando puntos del infinito
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 32
Buscando puntos del infinito
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
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Geometrías: euclídea, afín,
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● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
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Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 32
Buscando puntos del infinito
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escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
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Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 32
Buscando puntos del infinito
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● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
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Bibliografía
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Buscando puntos del infinito
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Elementos de geometría
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proyectiva
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● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 32
Buscando puntos del infinito
Dos puntos y su punto medio nos dan un punto del infinito.
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Introducción
Elementos de geometría
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Geometrías: euclídea, afín,
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● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 33
Buscando la cónica absoluta
Dos direcciones (puntos del infinito ortogonales) nos dan unaecuación en las componentes de la matriz de la cónicaabsoluta.
(X, Y, Z)ω(X ′, Y ′, Z ′)> = 0
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escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 34
Indeterminación de posición y escala
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cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 34
Indeterminación de posición y escala
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● Buscando puntos del infinito
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cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 34
Indeterminación de posición y escala
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Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
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Reconstrucción euclídea
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cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 35
Autocalibración con píxeles cuadrados
■ Tener píxeles cuadrados equivale a que de cada cámarapartan dos rectas conocidas que cortan a la cónica absoluta.
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cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
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Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 35
Autocalibración con píxeles cuadrados
■ Tener píxeles cuadrados equivale a que de cada cámarapartan dos rectas conocidas que cortan a la cónica absoluta.
■ La calibración euclídea consiste en hallar una cónica quecorte a todas las rectas.
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Reconstrucción proyectiva
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cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 35
Autocalibración con píxeles cuadrados
■ Tener píxeles cuadrados equivale a que de cada cámarapartan dos rectas conocidas que cortan a la cónica absoluta.
■ La calibración euclídea consiste en hallar una cónica quecorte a todas las rectas.
■ Si tenemos diez o más cámaras se resuelve mediantetécnicas de álgebra lineal.
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● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 36
Autocalibración con píxeles cuadrados
Reconstrucción de un patio de El EscorialCámaras con píxeles cuadrados, parámetros variables
desconocidos
Reconstrucción 3D (VRML)(Pulsar botón derecho del ratón y seleccionar “Abrir vínculo web en el explorador”.
Se necesita tener instalado un plug-in de VRML.))
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Geometrías: euclídea, afín,
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Reconstrucción euclídea
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● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 37
Autocalibración con dos cámaras
Partimos de dos imágenes tomadas con cámaras■ Con píxeles cuadrados.■ Con el resto de los parámetros intrínsecos iguales,
desconocidos.
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Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
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● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 37
Autocalibración con dos cámaras
Partimos de dos imágenes tomadas con cámaras■ Con píxeles cuadrados.■ Con el resto de los parámetros intrínsecos iguales,
desconocidos.El conjunto de soluciones depende de un parámetro.
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Geometrías: euclídea, afín,
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● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 37
Autocalibración con dos cámaras
Partimos de dos imágenes tomadas con cámaras■ Con píxeles cuadrados.■ Con el resto de los parámetros intrínsecos iguales,
desconocidos.El conjunto de soluciones depende de un parámetro.Ejemplo de reconstrucción:
16
20 21
42
43
44
45
74
75
76
1620
21
42
43
44
45
74
75 76
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● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 38
Autocalibración con dos cámaras
−0.15−0.1
−0.050
−0.1
−0.05
0
0.05
0
0.05
0.1
0.15
Rec. euclídea − comp 2 − index 926
Explorando la curva de soluciones.
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escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 38
Autocalibración con dos cámaras
−0.2
−0.1
0
−0.1−0.050
0.050.1
0
0.05
0.1
0.15
0.2
Rec. euclídea − comp 2 − index 936
Explorando la curva de soluciones.
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escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 38
Autocalibración con dos cámaras
−0.2
−0.1
0
−0.1
0
0.1
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
Rec. euclídea − comp 2 − index 946
Explorando la curva de soluciones.
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● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 38
Autocalibración con dos cámaras
−0.2−0.1
00.1
−0.2
−0.1
0
0.1
0
0.1
0.2
0.3
Rec. euclídea − comp 2 − index 956
Explorando la curva de soluciones.
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Reconstrucción proyectiva
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● Buscando puntos del infinito
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● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 38
Autocalibración con dos cámaras
−0.3−0.2
−0.10
0.1
−0.2−0.1
00.1
0.2
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Rec. euclídea − comp 2 − index 966
Explorando la curva de soluciones.
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Reconstrucción proyectiva
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proyectiva
Reconstrucción euclídea
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● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 38
Autocalibración con dos cámaras
−0.2
0
0.2
−0.2−0.1
00.1
0.2
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Rec. euclídea − comp 2 − index 976
Ya hemos encontrado el ángulo recto.
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
● Reconstrucción euclídea
● Tipos de reconstrucciones
● Buscando puntos del infinito
● Buscando la cónica absoluta
● Indeterminación de posición y
escala● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con píxeles
cuadrados● Autocalibración con dos
cámaras● Autocalibración con dos
cámaras
Bibliografía
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 38
Autocalibración con dos cámaras
−0.3−0.2−0.100.10.2
−0.2
−0.1
0
0.1
0.2
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Rec. euclídea − comp 2 − index 976
La misma, rotada.
Reconstrucción 3D (VRML)(Pulsar botón derecho del ratón y seleccionar “Abrir vínculo web en el explorador”.
Se necesita tener instalado un plug-in de VRML.))
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
● Bibliografía
● Técnicas de autocalibración
mostradas
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 39
Bibliografía
1. R. Hartley, A. Zisserman, “Multiple View Geometry inComputer Vision”, Cambridge Univ. Press, 2a ed., ReinoUnido, 2003.
2. J. M. Rodríguez-Sanjurjo, J. M. Ruiz Sancho, “GeometríaProyectiva”, Addison-Wesley, 1998.
3. J. G. Semple, G. T. Kneebone, “Algebraic ProjectiveGeometry”, Oxford Univ. Press, 1952.
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● title1
● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
● Bibliografía
● Técnicas de autocalibración
mostradas
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Bibliografía
1. R. Hartley, A. Zisserman, “Multiple View Geometry inComputer Vision”, Cambridge Univ. Press, 2a ed., ReinoUnido, 2003.
2. J. M. Rodríguez-Sanjurjo, J. M. Ruiz Sancho, “GeometríaProyectiva”, Addison-Wesley, 1998.
3. J. G. Semple, G. T. Kneebone, “Algebraic ProjectiveGeometry”, Oxford Univ. Press, 1952.
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
● Bibliografía
● Técnicas de autocalibración
mostradas
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 39
Bibliografía
1. R. Hartley, A. Zisserman, “Multiple View Geometry inComputer Vision”, Cambridge Univ. Press, 2a ed., ReinoUnido, 2003.
2. J. M. Rodríguez-Sanjurjo, J. M. Ruiz Sancho, “GeometríaProyectiva”, Addison-Wesley, 1998.
3. J. G. Semple, G. T. Kneebone, “Algebraic ProjectiveGeometry”, Oxford Univ. Press, 1952.
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
● Bibliografía
● Técnicas de autocalibración
mostradas
José Ignacio Ronda - GTI - UPM Geometría proyectiva y visión artificial - Universidad Autónoma de Madrid - 10-05-07 40
Técnicas de autocalibración mostradas
1. A. Valdés, J. I. Ronda, “Camera autocalibration and thecalibration pencil”, Journal of Mathematical Imaging andVision, vol. 23, no. 2, pp. 167-174, Sept. 2005.
2. A. Valdés, J. I. Ronda, G. Gallego, “The absolute linequadric and camera autocalibration”, Int. J. of ComputerVision, vol. 66, no. 3, pp. 283-303, March 2006.
3. J. I. Ronda, A. Valdés, “Autocalibration of cameras withknown pixel shape”, aceptado en Journal of MathematicalImaging and Vision, 2007,http://www/˜jir/comp vis/index.html
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● Geometría proyectiva y visión
artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
● Bibliografía
● Técnicas de autocalibración
mostradas
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Técnicas de autocalibración mostradas
1. A. Valdés, J. I. Ronda, “Camera autocalibration and thecalibration pencil”, Journal of Mathematical Imaging andVision, vol. 23, no. 2, pp. 167-174, Sept. 2005.
2. A. Valdés, J. I. Ronda, G. Gallego, “The absolute linequadric and camera autocalibration”, Int. J. of ComputerVision, vol. 66, no. 3, pp. 283-303, March 2006.
3. J. I. Ronda, A. Valdés, “Autocalibration of cameras withknown pixel shape”, aceptado en Journal of MathematicalImaging and Vision, 2007,http://www/˜jir/comp vis/index.html
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artificial
Introducción
Elementos de geometría
proyectiva
Reconstrucción proyectiva
Geometrías: euclídea, afín,
proyectiva
Reconstrucción euclídea
Bibliografía
● Bibliografía
● Técnicas de autocalibración
mostradas
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Técnicas de autocalibración mostradas
1. A. Valdés, J. I. Ronda, “Camera autocalibration and thecalibration pencil”, Journal of Mathematical Imaging andVision, vol. 23, no. 2, pp. 167-174, Sept. 2005.
2. A. Valdés, J. I. Ronda, G. Gallego, “The absolute linequadric and camera autocalibration”, Int. J. of ComputerVision, vol. 66, no. 3, pp. 283-303, March 2006.
3. J. I. Ronda, A. Valdés, “Autocalibration of cameras withknown pixel shape”, aceptado en Journal of MathematicalImaging and Vision, 2007,http://www/˜jir/comp vis/index.html