Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial

(PS02)

Sesión: 1

Ing. José C. Benítez P.

Introducción a la Visión Artificial

Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P. 2

Sesión 1. Introducción a la Visión Artificial

� Visión Artificial� Dificultades de la Visión Artificial� Aplicaciones de la Visión Artificial� Sistema de Visión Artificial� Libros

Esquema del curso

Operaciones

Punto

Filtros Segmentación

Extracción de

características

Operaciones

Morfológicas

Reconocimiento

de Patrones

Introducción a

la Visión

Artificial

Representación

de la Imagen

3Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Tabla de Contenido

• Visión Artificial• Dificultades de la Visión Artificial• Aplicaciones de la Visión Artificial• Sistema de Visión Artificial• Libros

4Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Objetivos

1. Presentar los conceptos básicos de la visión artificial2. Identificar la líneas de investigación de la visión artificial

5Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

VISIÓN ARTIFICIAL

6Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Inteligencia Artificial

• La inteligencia artificial es una ciencia que intenta crear programas para máquinas que imiten el comportamiento y la comprensión humana.

• Intenta crear máquinas y/o programas para automatizar tareas que requieran de comportamiento inteligente.

• Estas máquinas y/o programas se denominan agentes.

7Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Visión Artificial

• La Visión Artificial (Visión por Computador oVisión Computacional), es parte de lainteligencia artificial.

• Es el conjunto de técnicas y modelos quepermiten procesar, analizar y explicar aquellainformación espacial (3-D) obtenida a través deuna imagen digital (2-D).

• Intenta programar un computador para que"entienda" una escena o las características deuna imagen digital.

8Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

La visión artificial y otras áreas

9Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Disciplinas de la Visión Computacional

Procesamiento de Imágenes

Reconocimiento de Patrones

Visión Computacional

Gráficos por Computadora

10Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Procesamiento de Imágenes

• Transforma imágenes para obtener nuevas imágenes.

Binarización, Complemento

Corte, Ecualización, Filtros

Operaciones Morfológicas

Imagen 2D Imagen 2D

11Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

• Mejorado de Imágenes

• Restauración de imágenescorregir imágenes fuera de foco

• Compresión de la imagen(transmisión)

• Identificar el ROI.

Procesamiento de Imágenes

12Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Reconocimiento de Patrones

• Identificar los objetos existentes en una imagen.

Segmentación, filtros,

Identificación de bordes,

Clasificación y reconoci-

miento de Patrones

Imagen 2D patrones

13Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

• Reconocimiento de rostros

• Reconocimiento de celulas

• Reconocimiento de huellas digitales

• Reconocimiento de placas

Reconocimiento de Patrones

14Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Visión Computacional

• Reconstrucción de la imagen 3D desde imágenes 2D

Esquema intermedioEsquema Básico Escena en 3-DImagen Original

Construcción imágenes 3D

Generación de escenas

Descripción de la escenaImagen 2D

Datos

geométricos

en 3D

15Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

• Determinar la identidad y localización de objetos en una imagen.

• Construir una representación tridimensional de un objeto.

• Construir una descripción de la escena de trabajo.

• Establece la relación entre el mundo 3-D y las vistas 2-D tomadas de él, para:

1. Reconstruir un espacio 3-D a partir de vistas 2-D

2. Proyectar una escena 3-D en un plano 2-D.

Visión Computacional

16Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Gráficos por Computadora

• Modelado Geométrico de objetos

Projecciones 3D en 2D

Sombreado,

Texturizado

Animación, Renderización

Datos

Geométricos

en 3DImagen 2D

17Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

DIFICULTADES DE LA VISIÓN COMPUTACIONAL

18Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Dificultades

Es un mapeo de M:1 (3D ���� 2D)

• Muchas superficies 3D con materiales, geometría e iluminación distintas, nos llevan a imágenes 2D idénticas.

• El mapeo inverso (2D � 3D) no tiene una solución única, por que en el paso 3D � 2D se ha perdido información.

Computacionalmente cara.

• El cerebro humano trabaja en paralelo, para procesar miles de señales. Una PC tiene un solo μP.

Dificultad para identificar el patrón a reconocer.

• No entendemos aún el problema de reconocimiento de patrones.

19Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Reconocimiento de Patrones

¿Cómo discernir entre realidad y una imagen de la realidad?¿Qué pistas o claves están presentes en la imagen?¿Qué conocimiento utilizamos para reconocer algo en la imagen?

20Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Reconocimiento de Patrones

¿Qué es este objeto?¿Juega el color un rol importante en el reconocimiento?¿Sería más fácil reconocerlo desde una vista diferente?

21Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Reconocimiento de Patrones

• ¿La textura característica de una imagen pueden ayudarnos a reconocer objetos rápidamente?

22Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Reconocimiento de Patrones

• ¿La forma de una imagen pueden ayudarnos a reconocer objetos rápidamente?

¿cuál es macho y cuál es hembra?

23Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Imposibilidad física

24Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Restricciones y Supuestos

• Restricciones para recobrar la escena– Recolectar más datos (imágenes)– Asumir cosas acerca del mundo

• Computabilidad y robustez– Es la solución computable usando recursos razonables?– Es la solución robusta?

• Sistemas para la industria.– Hacen fuertes suposiciones sobre las condiciones de iluminación– Hacen fuertes suposiciones sobre la posición de los objetos– Hacen fuertes suposiciones sobre el tipo de objetos

25Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

APLICACIONES DE VISIÓN ARTIFICIAL

26Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Control de calidad en la industria

27Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Biometría

28Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Detección de rostros

29Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Reconocimiento de Actividad Humana

30Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Reconocimiento de objetivos

31Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Interpretación de imágenes aéreas

32Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Monitoreo de tráfico

33Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

SISTEMA DE VISIÓN ARTIFICIAL

34Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Sistema de Visión Artificial

35Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Sistema de Visión Artificial

36Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Sistema de Visión Artificial

Digitalización

Procesamientode la imagen

Segmento de interésObjetos Reconocidos

Retro-alimentación Imagen Capturada

37Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

38Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Referencias

• R. C. González, R. E. Woods; Digital image processing; Addison-

Wesley, 2007.

• N. Efford; Digital image processing: A practical introduction

using JAVA; Addison-Wesley, 2000.

• R. C. González, R. E. Woods, S. L. Eddins; Digital image

processing using MATLAB; Prentice Hall, 2004.

• J. R. Parker; Algorithms for image processing and computer

vision; Wiley, 1997.

39Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Tarea 01

40Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

1. Realizar los mapas semántico y/o mapas

conceptuales de todo el contenido de esta

Diapositiva.

2. Adjuntar fuentes científicas que le han ayudado

a consolidar la tarea.

Presentación

41Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

� Crear una carpeta dentro de su carpeta personal del Dropboxdenominado:

UTP_PDI_PaternoM_Tarea1

� Dentro de esta carpeta creada colocar:� Los mapas semánticos (en PowerPoint u otro similar ) y los

mapas conceptuales (en CMapTools u otro similar).� Las fuentes que deben ser documentos científicos (Libros con

ISBN y Revistas con ISSN, o papers). Las fuentes deben conservar el nombre original y agregar al final _T1

� Las Tareas que no cumplan las indicaciones no serán

considerados por el profesor.

Tratamiento Digital de Imágenes

González, Rafael C.

Woods, Richard E.

Libros

42Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P.

Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial - Prof. Ing. José C. Benítez P. 43

SA No. 1 Introducción a la visión artificial

Blog del curso:

utppdiyva.blogspot.com