Reconstrucción tridimensional digital de cráneos humanos para aplicaciones en ciencias forenses

Simple item page
dc.contributor.advisorMeneses Fonseca, Jaime Enrique
dc.contributor.advisorArguello Fuentes, Henry
dc.contributor.authorGonzález Gómez, Andrés Leonardo
dc.date.accessioned2024-03-04T00:48:26Z
dc.date.available2020
dc.date.available2024-03-04T00:48:26Z
dc.date.created2020
dc.date.issued2020
dc.description.abstractEn 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.
dc.description.abstractenglishIn this research work a three-dimensional methodological reconstruction strategy specialized in the human skull is presented. The experimental setup consists of a CCD camera and a commercial video projector. The methodology is based on a structured light technique known as fringes projection profilometry, which is attributed significant advantages over other techniques of three-dimensional non-contact reconstruction such as: large versatility, wider flexibility, relative low cost, and high metric accuracy . The research is based on the study of the theoretical foundation of fringes analysis, from the mathematical generation of the pattern of fringes to project and the basic algorithms to recover the phase, to the theoretical and experimental analysis of the gamma effect and the non-linearity of the devices, together with the most relevant passive, active and combined methods that have been developed and published in recent years with the objective of reducing the phase error due to residual harmonics. The unwrapping of the wrapped phase is another of the scientific challenges to which an important contribution is made. For this particular need, which derives from the complex surface topography of the human skull, a novel strategy is proposed based on the basic algorithm of the dual temporal phase unwrapping, and in this way it is possible to reduce from hundreds to eighteen the number of images that must be acquired and processed to obtain the absolute continuous phase. This attainment is achieved by taking advantage of the geometric restrictions of the experimental set up, added to the absolute continuous phase information and spatial coordinates that are acquired with the polynomial adjustment of the calibration procedure. Finally, after obtaining nine clouds of three-dimensional points from different views of the human skull, which guarantee an exploration at 360 , they are unified into a single point cloud using the ICP registration algorithm. The unified three-dimensional point cloud of the human skull at 360 , is endowed with a notion of surface by an isotropic remeshing generated from a base mesh constructed with the Delaunay triangulation concept.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería de Sistemas e Informática
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/40582
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería de Sistemas e Informática
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería de Sistemas e Informática
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectReconstrucción tridimensional
dc.subjectProyección de franjas
dc.subjectDesenvolvimiento de fase temporal
dc.subjectTriangulación de Delaunay
dc.subjectRemallado istrópico.
dc.subject.keywordThree-dimensioanl reconstruction
dc.subject.keywordFringe projection profilometry
dc.subject.keywordDual temporal phase unwrapping
dc.subject.keywordDelaunay triangulation
dc.subject.keywordIsotropic remeshing.
dc.titleReconstrucción tridimensional digital de cráneos humanos para aplicaciones en ciencias forenses
dc.title.englishDigital three-dimensional reonstruction of human skulls for applications in forensic sciences
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestria
Files
Original bundle
Now showing 1 - 3 of 3
No Thumbnail Available
Name:
Carta de autorización.pdf
Size:
84.95 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
No Thumbnail Available
Name:
Documento.pdf
Size:
49.73 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
No Thumbnail Available
Name:
Nota de proyecto.pdf
Size:
305.05 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
Collections
Maestría en Ingeniería de Sistemas e Informática