Patrones binarios mediante optimización con recocido simulado: planteamiento inicial

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.66482/f68nvd08

Palabras clave:

óptica numérica, patrones binarios desenfocados, optimización heurística, recocido simulado, reconstrucción 3D

Resumen

La medición de objetos tridimensionales (3D) mediante el esquema de proyección de franjas es una técnica establecida que requiere proyectar patrones sinusoidales sin distorsión óptica para la reconstrucción 3D. En este trabajo se propone la generación de patrones binarios que, al ser convolucionados con un filtro gaussiano, se asemejan a una onda sinusoidal requerida en la proyección de franjas. Este problema se plantea como un esquema de optimización unidimensional, en el que el vector binario óptimo se determina mediante un algoritmo de recocido simulado (Simulated Annealing). La heurística propuesta reduce significativamente el espacio completo  2n, requerido en la búsqueda exhaustiva. Los resultados de la simulación numérica muestran que el método propuesto es computacionalmente eficiente y que la precisión del esquema es equivalente a la obtenida con la búsqueda exhaustiva para valores de hasta  2³².

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Referencias

S. Zhang, “Recent progresses on real-time 3D shape measurement using digital fringe projection techniques,” Optics and Lasers in Engineering, vol. 48, no. 2, pp. 149–158, 2010. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2009.03.008

C. Quan, W. Chen, and C. J. Tay, “Phase-retrieval techniques in fringe-projection profilometry,” Optics and Lasers in Engineering, vol. 48, no. 2, pp. 235–243, 2010. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2009.06.013

C. Zuo, L. Huang, M. Zhang, Q. Chen, and A. Asundi, “Temporal phase unwrapping algorithms for fringe projection profilometry: A comparative review,” Optics and Lasers in Engineering, vol. 85, pp. 84–103, 2016. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2016.04.022

C. Zuo, S. Feng, L. Huang, T. Tao, W. Yin, and Q. Chen, “Phase shifting algorithms for fringe projection profilometry: A review,” Optics and Lasers in Engineering, vol. 109, pp. 23–59, 2018. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2018.04.019

S. Zhang and P. S. Huang, “Phase error compensation for a 3-D shape measurement system based on the phase-shifting method,” Optical Engineering, vol. 46, no. 6, p. 063601, 2007. https://doi.org/10.1117/1.2746814

Z. Li, Y. Shi, C. Wang, and Y. Wang, “Accurate calibration method for a structured light system,” Optical Engineering, vol. 47, no. 5, p. 053604, 2008. https://doi.org/10.1117/1.2931517

S. Lei and S. Zhang, “Flexible 3-D shape measurement using projector defocusing,” Optics Letters, vol. 34, no. 20, pp. 3080–3082, 2009. https://doi.org/10.1364/OL.34.003080

G. A. Ayubi, J. A. Ayubi, J. M. Di Martino, and J. A. Ferrari, “Pulse-width modulation in defocused three-dimensional fringe projection,” Optics Letters, vol. 35, no. 21, pp. 3682–3684, 2010. https://doi.org/10.1364/OL.35.003682

J. Dai, B. Li, and S. Zhang, “High-quality fringe pattern generation using binary pattern optimization through symmetry and periodicity,” Optics and Lasers in Engineering, vol. 52, pp. 195–200, 2014. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2013.06.010

J. Dai, B. Li, and S. Zhang, “Intensity-optimized dithering technique for three-dimensional shape measurement with projector defocusing,” Optics and Lasers in Engineering, vol. 53, pp. 79–85, 2014. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2013.08.015

Y. Xiao and Y. Li, “High-quality binary fringe generation via joint optimization on intensity and phase,” Optics and Lasers in Engineering, vol. 97, pp. 19–26, 2017. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2017.05.006

F. Lu, C. Wu, and J. Yang, “High-quality binary fringe patterns generation by combining optimization on global and local similarity,” Journal of the European Optical Society-Rapid Publications, vol. 14, no. 12, 2018. https://doi.org/10.1186/s41476-018-0081-0

A. Silva, A. Muñoz, J. L. Flores, y J, Villa, "Exhaustive dithering algorithm for 3D shape reconstruction by fringe projection profilometry," Applied Optics, vol. 59, no. 13, pp. 31-38, 2019. https://doi.org/10.1364/AO.381924

D. C. Ghiglia y L. A. Romero, “Robust two-dimensional weighted and unweighted phase unwrapping that uses fast transforms and iterative methods,” Journal Optical Society of America, vol. 11, no. 1, pp. 107–117, (1994). https://doi.org/10.1364/JOSAA.11.000107

P. Siarry, G. Berthiau, F. Durdin y J. Haussy, “Enhanced simulated annealing for globally minimizing functions of many continuous variables,” ACM Transactions on Mathematical Software, vol. 23, no. 2, pp. 209–228, 1997. https://doi.org/10.1145/264029.264043

B. Suman, P. Kumar, “A survey of simulated annealing as a tool for single and multiobjective optimization,” Journal of the Operational Research Society, vol. 57, no. 10, pp. 1143–1160, 2005. https://doi.org/10.1057/ palgrave.jors.2602068

J. H. Holland, “Genetic Algorithms”, Scientific American, vol. 267, no. 1, pp. 66-72, 1992. https://doi.org/10.1038/scientificamerican0792-66

Antonio Muñoz, Omar Aguilar-Loreto, Abimael Jiménez-Pérez, “Patrones binarios unidimensionales para reconstrucción 3D: planteamiento inicial”, Innovación y desarrollo tecnológico revista digital, vol. 17, no. 2, pp. 1084-1091, 2025.

G. Garnica, M. Padilla y M. Servin, “Dual-sensitivity profilometry with defocused projection of binary fringes”, Applied Optics, vol. 56, no. 28, pp. 7985–7989, 2017. https://doi.org/10.1364/AO.56.007985

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Publicado

2026-05-23

Número

Sección

Artículo Científico

Cómo citar

Muñoz-Gómez, J. A., Morales-Rosales, L. A., & Silva-Mejía, A. (2026). Patrones binarios mediante optimización con recocido simulado: planteamiento inicial. Revista Ciencia Aplicada, 2(1), 15-26. https://doi.org/10.66482/f68nvd08