Publicación:

Reconstrucción tridimensional digital de cráneos humanos para aplicaciones en ciencias forenses

Resumen

En este trabajo de investigación se presenta una estrategia metodológica de reconstrucción tridimensional especializada en el cráneo humano. La configuración experimental consta de una cámara CCD y un vídeo proyector comercial. La metodología se basa en una técnica de luz estructurada conocida como proyección de franjas, a la cual se le atribuyen importantes ventajas sobre otras técnicas de reconstrucción tridimensional de no contacto como son: gran versatilidad, mayor flexibilidad, relativo bajo costo, y alta precisión métrica. La investigación parte del estudio de la fundamentación teórica del análisis de franjas, desde la generación matemática del patrón de franjas para proyectar y los algoritmos básicos para recuperar la fase, hasta el análisis teórico y experimental del efecto gamma y la no linealidad de los dispositivos, junto con los métodos pasivos, activos y combinados más relevantes que se han desarrollado y publicado en los últimos años con el objetivo de reducir el error en la fase debido a armónicos residuales. El desenvolvimiento de la fase discontinua es otro de los retos científicos a los que se hace un aporte importante. Para esta necesidad particular, que deriva de la compleja topografía superficial del cráneo humano, se propone una novedosa estrategia a partir del algoritmo básico de desenvolvimiento de fase temporal pero utilizando únicamente dos frecuencias de proyección, y de este modo se logra reducir de cientos a dieciocho el número de imágenes que se deben adquirir y procesar para obtener la fase continua absoluta. Este logro se consigue aprovechando las restricciones geométricas del montaje experimental, sumado a la información de fase continua absoluta y coordenadas espaciales que son adquiridas con el ajuste polinomial propio del procedimiento de calibración. Finalmente, después de obtener nueve nubes de puntos tridimensionales de diferentes vistas del cráneo humano, que garantizan una exploración a 360 , se unifican en una única nube de puntos utilizando el algoritmo de registro ICP. La unificada nube de puntos tridimensional del cráneo humano a 360 , se dota de noción de superficie mediante un remallado isotrópico generado a partir de un mallado de base construido con el concepto de triangulación de Delaunay.