Segmentación automática de texturas en imágenes agrícolas

El control de malas hierbas en grandes extensiones de terreno resulta costoso y a veces contaminante desde el punto de vista medioambiental. El avance en los últimos años de los sistemas de control y automatización en agricultura ha favorecido la aparición del concepto de Agricultura de Precisión (AP), para intervenir o actuar sobre el cultivo, en el momento adecuado y en el lugar preciso. La presente tesis se ha desarrollado en el marco de dos proyectos de investigación a nivel nacional y uno europeo. Este último dentro del VII programa Marco de la Unión Europea, cuyo principal objetivo era implementar técnicas de AP de forma más eficiente mediante flotas de robots. En todos ellos, que han involucrado robots, éstos están equipados con sus correspondientes sistemas de Visión Artificial con el fin de identificar la existencia de determinadas texturas de interés con fines de tratamientos específicos o navegación segura de los vehículos, evitando obstáculos u otros elementos existentes en el campo de trabajo. Para la consecución de los objetivos mencionados resulta necesario el análisis de las imágenes procedentes de los campos de cultivo. Estas imágenes están constituidas por diferentes elementos que en su conjunto contienen diferentes tipos de estructuras, tales como: a) plantas verdes alineadas en forma de surcos o dispersas según se trate de cultivo o malas hierbas; b) suelo que constituye el sustrato; c) cielo u otros componentes añadidos. Todos ellos constituyen lo que desde el punto de vista del tratamiento de imágenes se conoce como texturas...

Reconocimiento óptico de caracteres mediante imágenes en contadores de gas

La gran evolución a lo largo de este tiempo sobre dispositivos móviles y sus características, así como las vías de conexión de alta velocidad 3G/4G, han logrado dar un giro a los planteamientos económicos empresariales consiguiendo que se replanteen los costes de sus infraestructuras tradicionales, involucrando las nuevas tecnologías en su nueva estructura económica y consiguiendo invertir menos recursos humanos en el proceso de producción. Este proyecto propone una solución real para la empresa Madrileña Red de Gas. Mientras el proyecto de contadores inteligentes se termina de concretar y desarrollar, es necesario disponer de un método que automatice la lectura de los contadores analógicos mediante el procesamiento de una imagen digital a través de una aplicación informática que sea capaz de determinar el código de identificación del contador así como la lectura del consumo actual. Para la elaboración del método desarrollado se han utilizado conceptos propios de Visión por Computador y de Aprendizaje Automático, más específicamente tratamiento de imágenes y reconocimiento óptico de caracteres, mediante la aplicación de métodos en el ámbito de dichas disciplinas.

Pintura encáustica y nuevos procesos de transferencia de imágenes electrográficas. Aproximación a su inserción en la práctica artística y en la reintegración cromática

La investigación desarrolla nuevos métodos de transferencia de imágenes electrográficas, basados en los particulares comportamientos que brindan las diferentes técnicas encáusticas. Se pretende con ello ampliar los recursos técnicos y plásticos que atañen por igual a ámbitos artísticos muy diferentes: a la pintura encáustica, al arte electrográfico y a la reintegración cromática. El marco general de estudio comprende por tanto, al mismo tiempo, dos procesos o técnicas, considerando como objeto principal de estudio el espacio común comprendido entre ambas. El marco concreto de estudio comprende el desarrollo de nuevos procesos de transferencia de imágenes electrográficas, delimitados a aquellos en los que la pintura encáustica participe activamente. Asimismo, estos procesos de trasferencia no se desarrollan para formar parte de técnicas de seriación, sino como elementos a introducir en la praxis pictórica o en procesos de reintegración cromática. Los desacuerdos detectados en los primeros acercamientos al estudio de la pintura encáustica, relativos a la consideración o no de algunas de estas técnicas como tales, han conducido también a la realización de una revisión crítica para ayudar a esclarecer esta situación, con el fin de favorecer una visión lo más amplia posible que mejore su comprensión, y con la voluntad de normalizar el conjunto de las técnicas encáusticas. La combinación de encáustica y procesos de transferencia de imágenes electrográficas dan lugar a una nueva materialidad de la imagen, donde a las propiedades de esta pintura: plasticidad, flexibilidad, termoplasticidad, reversibilidad, etc., se le suman las particularidades de la imagen tecnológica: analógica o digital, ligada al uso de la fotografía, del escáner, del ordenador, de programas de tratamiento de imágenes, de impresoras o fotocopiadoras, etc...

Reconocimiento de una plataforma para aterrizaje de UAV mediante procesamiento de imágenes

En el año 2016 se vendieron en EE.UU más de un millón de Unmanned Aerial Vehicles (UAVs, Vehículos aéreos no tripulados), casi el doble que el año anterior, país del que se dispone de información. Para el año 2020 se estima que este mercado alcance los 5.600 millones de dólares en todo el mundo, creciendo a un ritmo del 30% anual. Este crecimiento demuestra que existe un mercado en expansión con muchas y diversas oportunidades de investigación. El rango de aplicaciones en los que se utiliza este tipo de vehículos es innumerable. Desde finales del s.XX, los UAVs han estado presentes en multitud de aplicaciones, principalmente en misiones de reconocimiento. Su principal ventaja radica en que pueden ser utilizados en situaciones de alto riesgo sin suponer una amenaza para ningún tripulante. En los últimos años, la fabricación de vehículos asequibles económicamente ha permitido que su uso se extienda a otros sectores. A día de hoy uno de los campos en los que ha adquirido gran relevancia es en agricultura, contribuyendo a la automatización y monitorización de cultivos, pero también se ha extendido su uso a diferentes sistemas, tales como seguridad, cartografía o monitorización, entre otros [1]. Es en esta situación en la que se propone el proyecto SALACOM [2], que explora la posibilidad de utilizar esta tecnología en sistemas de repuesta rápida para la detección y contención de vertidos contaminantes en entornos acuáticos con el apoyo de vehículos autónomos marinos de superficie (USV, Unmanned Surface Vehicles). En el mencionado proyecto se pretende utilizar sistemas UAVs para detectar y analizar las zonas de vertido y proveer la información respecto a la localización y las técnicas de contención adecuadas a los sistemas USV. Una vez se haya realizado el análisis de la situación del vertido, los USV trabajarían conjuntamente con los UAVs para desplegar las barreras de protección seleccionadas en la zona afectada. Para esto, los UAVs o drones, términos similares en lo que respecta a este proyecto y que a lo largo de esta memoria se usarán indistintamente, deben ser capaces de despegar desde los USV y volver a aterrizar sobre ellos una vez realizada su labor. El proyecto que se describe en la presente memoria se centra en la fase de aterrizaje y, más concretamente, en la detección de la plataforma seleccionada como plantilla mediante técnicas de tratamiento de imágenes. Esto serviría como sistema de apoyo para guiar el dron hacia la plataforma para que pueda realizar el descenso correctamente y finalizar así su misión o bien para realizar operaciones de recarga de la batería. El dron está equipado con la correspondiente cámara de visión a bordo, con la que obtiene las imágenes, las procesa e identifica la plataforma para dirigirse hacia ella, si bien, dado que el sistema de procesamiento de imágenes no se encuentra totalmente operativo, este trabajo se centra en el desarrollo de una aplicación software independiente del sistema de visión a bordo del dron, basada en el desarrollo de técnicas de reconocimiento de la plataforma. La plataforma a utilizar proviene de una patente [3], consistente en una figura geométrica con formas características, de muy difícil aparición en entornos de exterior. La figura pintada en negro se halla impresa sobre un panel de fondo blanco de 1m × 1m de superficie. En este trabajo se han explorado diversas opciones disponibles para realizar la identificación de las regiones de interés. El principal objetivo es realizar la selección de una tecnología que pueda cumplir potencialmente con los criterios necesarios para llevar a cabo la tarea y seleccionar los métodos de detección adecuados para realizar la identificación de la figura contenida en la plataforma. Se ha pretendido utilizar tecnologías de fácil uso, amplío soporte y, cuando ha sido posible, de código libre. Todo ello integrado en una aplicación informática, que es la que se presenta en el presente trabajo.

Los grabados paleolíticos del techo policromo de Altamira. Estudio, revisión y elaboración del mapa de los grabados a partir de la fotografía de alta resolución

En esta tesis doctoral se presenta la revisión de los grabados paleolíticos del techo policromo de Altamira. Se muestran los resultados obtenidos a la vez que se realiza una comparativa con los publicados por los prehistoriadores Henri Breuil y Hugo Obermaier en su obra La cueva de Altamira en Santillana del Mar, teniendo en cuenta, además, los datos aportados por las sucesivas investigaciones realizadas hasta la fecha. En última instancia, se presenta el mapa completo de los grabados del techo policromo de Altamira. METODOLOGÍA Esta investigación se ha acometido mediante una metodología de carácter indirecto, basada en la fotografía de alta resolución, debido a las circunstancias en las que se halla este yacimiento que, por motivos de conservación, permanece cerrado desde el año 2002, viéndose sometido a un permanente y rígido control ambiental. Para ello, se ha recurrido al valioso archivo fotográfico del catedrático de la facultad de Bellas Artes de la Universidad Complutense de Madrid, D. Pedro Saura Ramos, que desde hace más de tres décadas viene realizando sobre la cueva Altamira en sucesivas sesiones. A partir de este archivo y aplicando programas digitales de tratamiento de imágenes, se ha llevado a cabo la revisión, análisis y registro de los grabados paleolíticos del techo policromo de Altamira...

Análisis del movimiento en secuencias de imágenes

Este trabajo presenta el desarrollo de una aplicación destinada al análisis de secuencias de imágenes para la detección de movimiento en la escena. Se trata de un campo importante de la Visión Artificial, con múltiples aplicaciones entre las que se encuentra la videovigilancia con fines de seguridad, el control de tráfico, el movimiento de personas o el seguimiento y localización de objetos entre otras muchas. Para ello se utilizan métodos de análisis como son el de Lucas-Kanade y Gauss-Seidel, que obtienen el denominado flujo óptico. Este describe el movimiento que ha tenido lugar entre las imágenes y su fundamento estriba en la determinación de las variables espaciales y temporales en las imágenes, siendo precisamente la variable temporal la que introduce el concepto fundamental para el análisis del movimiento a partir de las imágenes captadas en diferentes instantes de tiempo dentro de la secuencia analizada. Para el desarrollo de la aplicación se han utilizado técnicas propias del tratamiento de la Visión Artificial, así como la metodología proporcionada por la Ingeniería del Software. Así, se ha realizado una especificación de requisitos, se ha elaborado y seguido un plan de proyecto y se ha realizado un análisis de alto nivel, que se materializa en el correspondiente diseño e implementación, junto con las pruebas de verificación y validación, obviamente adaptados en todos los casos a las dimensiones del proyecto, pero que establecen claramente los planteamientos básicos para el desarrollo de una aplicación a nivel empresarial. La aplicación planteada se enmarca perfectamente dentro del paradigma, hoy en día en pleno auge, conocido como el Internet de las Cosas (IoT). El IoT permite la intercomunicación entre dispositivos remotos, de forma que mediante la correspondiente comunicación a través de conexiones a Internet es posible obtener datos remotos para su posterior análisis, bien en nodos locales o en la nube, como concepto íntimamente relacionado con el IoT. Este es el caso de la aplicación que se presenta, de suerte que los métodos de procesamiento de las imágenes pueden aplicarse localmente o bien transmitir las mismas para su procesamiento en nodos remotos.

Análisis cuantitativo de técnicas de fusión de imágenes

La fusión de imágenes es un proceso que permite obtener una nueva imagen en base a la información que tienen dos o más imágenes, las cuales poseen distinta información de la misma escena, que se combina convenientemente en la nueva imagen fusionada. Para poder obtener esta imagen resultante se utilizan diversas técnicas, requiriéndose identificar las métricas más apropiadas que permitan determinar aquella técnica o técnicas que proporcionen el mejor resultado en términos de calidad de la nueva imagen con la información fusionada. Por tal motivo en el presente trabajo, se realiza un análisis comparativo sobre diversas técnicas de fusión, a saber: promedio simple, máximo/ mínimo valor, análisis de componentes principales, transformada de wavelets y pirámides laplaciana (contraste y morfológica). Cada una de ellas presenta un proceso distinto para el tratamiento de los píxeles correspondientes a las imágenes. Así mismo, se han seleccionado las siguientes métricas cuantitativas para verificar la calidad de las imágenes resultantes fusionadas: error cuadrático medio, relación señal a ruido de pico, contenido estructural, diferencia promedio, correlación cruzada normalizada y entropía.