el movimiento en problemas de visión artificial · digital. tema i. 3 i. introducción los datos...

R. Molina Doctorado: Procesamiento Vídeo Digital. Tema I.

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El movimiento en problemas de visión artificial

Rafael MolinaDepto Ciencias de la Computación e IA

Universidad de Granada


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Contenidos

§ I. Introducción§ II. Importancia del movimiento visual.§ III. Ejemplos de uso de movimiento.§ IV. Tipos de problemas de análisis de

movimiento. § V. El movimiento como parte de la Visión

Artificial. § VI. Bibliografía


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I. Introducción

Los datos para la resolución de un problema relacionado con el movimiento son una secuencia temporal de imágenes.

El análisis del movimiento está relacionado, entre otros, con aplicaciones en tiempo real como la navegación y seguimiento y con la obtención de información sobre los objetos estáticos y en movimiento en una escena.

El análisis del movimiento es también fundamental en problemas como la restauración de secuencias de imágenes, así como su compresión y la obtención de imágenes y secuencias de imágenes de alta resolución a partir de secuencias de baja resolución.


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II. Importancia del movimiento visual

La dimensión temporal es importante en el procesamiento visual fundamentalmente por dos razones:• El movimiento aparente de los objetos en el plano de la imagen es fundamental para entender la estructura y el movimiento 3-D.• Los sistemas visuales biológicos utilizan el movimiento visual para extraer propiedades del mundo 3-D con poco conocimiento a priori sobre él.

Veamos algunos ejemplos


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Los ejemplos siguientes han sido extraídos de la página personal de D.D. Hoffman y son ejemplos de su libro Visual Intelligence, Norton, 1998.http://aris.ss.uci.edu/cogsci/personnel/hoffman/vi6.html

La secuencia está compuesta de 12 imágenes, en ella los puntos cambian su posición ligeramente en cada imagen. El sistema visual crea un cilindro y su movimiento.

El símbolo de la barbería gira en la dirección del eje X, sin embargo las franjas parecen moverse hacia arriba. Es el llamado problema de la apertura.

La esfera siempre se mueve igual, sin embargo su sombra no. La inferencia del movimiento 3-D es completamente diferente.


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Columbia University Robotics Grouphttp://www.cs.columbia.edu/robotics/

§ Tracking and Grasping moving objects

III. Ejemplos de uso de movimiento


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Dept Engineering ScienceOxford Universityhttp://www.robots.ox.ac.uk/~ab/dynamics.html

§ Aplicaciones de Contornos Activos


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Departments fo Diagnostic Radiologyand Electrical Engineering(Yale University) http://noodle.med.yale.edu/

§ 3D strain Analysis ofthe left ventricle

§ 3D Pointwise Estimateof LV EndocardialTrayectories


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Universidad de Cambridge. Depto de IngenieríaSpeech Vision and Robotics Group

http://svr-www.eng.cam.ac.uk/svr.html

Robots guiados visualmente(visual servoing)

Seguimiento(tracking)


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Trinity College DublinThe Department of Electronic and

Electrical Engineeringhttp://www.mee.tcd.ie/

secuencia original para registrar Secuencia registrada obtenida

Imagen con zonas perdidas Reconstrucción de zonas perdidas


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Universidad de GranadaDpto. Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial

http://decsai.ugr.es/~rms

Secuencia de alta resolución restaurada

Secuencia comprimida y baja resolución

Secuencia comprimida convertida a alta resolución


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Sistema de navegación acercándose Sistema de navegación alejándose

Puntos importantes, localización y posición Navegación y seguimiento

Universidad de OxfordRobotics Research Group

http://www.robots.ox.ac.uk/


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Vision & Autonomous Systems Center (VASC), The RoboticsInstitute, Carnegie Mellon University

http://www.ri.cmu.edu/centers/vasc/pubs.html

S. Baker and T. Kanade, “Limits on Super-Resolution and How to Break Them”, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 24, No. 9, September, 2002.

Secuencia original

Secuencia de alta resolución


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Cognitech http://www.cognitech.com

Restauración de video


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Fusión de imágenes


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Mosaicing


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IV Problemas de análisis del movimiento

• Detección de movimiento. El objetivo es detectar si hay movimiento en la escena. Tiene aplicaciones a seguridad.

• Detección y localización de objetos en movimiento. Es más complicado que el anterior y puede incluir también la detección de trayectorias y predicción de futuras trayectorias.

• Obtención de propiedades 3-d de objetos a partir del movimiento. Un problema típico de Visión Artificial.

• Un cuarto grupo (relacionado con el primero): Estimación de movimiento en problemas de compresión de vídeo.


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Adquisición y eliminación de ruido.

Imágenes

Extracciónde rasgos.

Análisis demovimiento diferencial.

rasgos flujo óptico

calibradoreconocimiento

estéreo

Forma a partir de una imagen

análisis del movimiento

basado en rasgos

Análisis de flujo óptico

Parámetros del sistema

Identificación de objetos

Localización de objetos

Estructura 3-D

Movimiento 3-D

RESUMENEn rojo lo temas que estudiaremos fundamentalmente


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•A. Murat Tekalp, (1995), Digital Video Processing, Prentice Hall.

•E. Trucco y A. Verri, (1998), Introductory Techniquesfor 3-D Computer Vision, Prentice Hall.

V Bibliografía

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