Phase-measuring profilometry (PMP) measures per-pixel height information of a surface with high accuracy. Height information captured by a camera in PMP relies on its screen coordinates. Therefore, a PMP measurement from a view cannot be integrated directly to other measurements from different views due to the intrinsic difference of the screen coordinates. In order to integrate multiple PMP scans, an auxiliary calibration of each camera’s intrinsic and extrinsic properties is required, in addition to principal PMP calibration. This is cumbersome and often requires physical constraints in the system setup, and multiview PMP is consequently rarely practiced. In this work, we present a novel multiview PMP method that yields three-dimensional global coordinates directly so that three-dimensional measurements can be integrated easily. Our PMP calibration parameterizes intrinsic and extrinsic properties of the configuration of both a camera and a projector simultaneously. It also does not require any geometric constraints on the setup. In addition, we propose a novel calibration target that can remain static without requiring any mechanical operation while conducting multiview calibrations, whereas existing calibration methods require manually changing the target's position and orientation. Our results validate the accuracy of measurements and demonstrate the advantages on our multiview PMP.
위상측정기반 형상측정법(phase-measuring profilometry, PMP)은 표면의 높이 정보를 각 픽셀마다 높은 정확도로 얻는다. 이 때 각 카메라에서 얻은 높이 정보는 해당 카메라의 화면 좌표(screen coordinates)에 의존하게 된다. 그런데 각 시점(카메라)은 서로 다른 고유한 화면 좌표를 가지기 때문에, 하나의 시점(카메라)에서 얻은 PMP 측정값은 다른 시점(카메라)에서 얻은 PMP 측정값과 바로 통합할 수 없다. 그러므로, 다중시점 PMP 측정값을 통합하기 위해서는 PMP 캘리브레이션 과정 외에 각 카메라의 내부(intrinsic), 외부(extrinsic)의 변수에 대한 별도의 캘리브레이션이 필요하다. 이는 번거로울 뿐 아니라 종종 PMP 시스템 구성에 물리적 제약을 요구하기 때문에, 결과적으로 다중 시점 PMP는 잘 사용되지 않는다. 본 학위논문에 서는 3차원 좌표 정보를(높이와 x, y축 정보) 직접 구할 수 있는 새로운 다중시점 PMP 방법을 제시하여, 다중시점의 PMP 결과값들을 쉽게 통합할 수 있게 한다. 또한 논문에서 새롭게 제안하는 PMP 캘리브레 이션은 카메라와 프로젝터가 가지는 변수 및 시스템 구성을 동시에 파라미터화하여, 물리적 구성에 제약을 가지지 않는다. 마지막으로, 본 논문에서는 새로운 캘리브레이션 타겟을 제안 및 검증하는데, 이 타겟은 기존의 방법들이 캘리브레이션 중 타겟의 위치나 방향을 여러차례 바꿔줘야 하는 것에 반해, 다중시점 PMP 에 대한 캘리브레이션을 진행하는 동안에도 어떠한 기계적 움직임도 필요로 하지 않는다.
