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Noise modelling in time-of-flight sensors with application to depth noise removal and uncertainty estimation in three-dimensional measurement

Authors :
Steve Bourgeois
Patrick Sayd
Adrien Bartoli
Kamel Hamrouni
Vincent Gay-Bellile
Amira Belhedi
Laboratoire Vision et Ingénierie des Contenus (LVIC)
Département Intelligence Ambiante et Systèmes Interactifs (DIASI)
Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA))
Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])
Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tunis (ENIT)
Université de Tunis El Manar (UTM)
Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST)
Source :
IET Computer Vision, IET Computer Vision, IET, 2015, 9 (6), pp.967-977. ⟨10.1049/iet-cvi.2014.0135⟩, IET Computer Vision, 2015, 9 (6), pp.967-977. ⟨10.1049/iet-cvi.2014.0135⟩
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

International audience; Time-of-flight (TOF) sensors provide real-time depth information at high frame-rates. One issue with TOF sensors is the usual high level of noise (i.e. the depth measure's repeatability within a static setting). However, until now, TOF sensors' noise has not been well studied. The authors show that the commonly agreed hypothesis that noise depends only on the amplitude information is not valid in practice. They empirically establish that the noise follows a signal-dependent Gaussian distribution and varies according to pixel position, depth and integration time. They thus consider all these factors to model noise in two new noise models. Both models are evaluated, compared and used in the two following applications: depth noise removal by depth filtering and uncertainty (repeatability) estimation in three-dimensional measurement.

Details

Language :
English
ISSN :
17519632 and 17519640
Database :
OpenAIRE
Journal :
IET Computer Vision, IET Computer Vision, IET, 2015, 9 (6), pp.967-977. ⟨10.1049/iet-cvi.2014.0135⟩, IET Computer Vision, 2015, 9 (6), pp.967-977. ⟨10.1049/iet-cvi.2014.0135⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....844937702aa7dfc602fc95edf2f212ee
Full Text :
https://doi.org/10.1049/iet-cvi.2014.0135⟩