Development of a tool for the construction of "ground truth" for complex color images with text

Aquesta memoria resumeix el treball de final de carrera d’Enginyeria Superior d’Informàtica. Explicarà les principals raons que han motivat el projecte així com exemples que il·lustren l’aplicació resultant. En aquest cas el software intentarà resoldre la actual necessitat que hi ha de tenir dades de Ground Truth per als algoritmes de segmentació de text per imatges de color complexes. Tots els procesos seran explicats en els diferents capítols partint de la definició del problema, la planificació, els requeriments i el disseny fins a completar la il·lustració dels resultats del programa i les dades de Ground Truth resultants.

Estudio sobre la extracción de puntos característicos en imágenes y sus aplicaciones

En aquest treball realitzem un estudi sobre la detecció y la descripció de punts característics, una tecnologia que permet extreure informació continguda en les imatges. Primerament presentem l'estat de l'art juntament amb una avaluació dels mètodes més rellevants. A continuació proposem els nous mètodes que hem creat de detecció i descripció, juntament amb l'algorisme òptim anomenat DART, el qual supera l'estat de l'art. Finalment mostrem algunes aplicacions on s'utilitzen els punts DART. Basant-se en l'aproximació de l'espai d'escales Gaussià, el detector proposat pot extreure punts de distint tamany invariants davant canvis en el punt de vista, la rotació i la iluminació. La reutilització de l'espai d'escales durant el procés de descripció, així com l'ús d'estructures simplificades i optimitzades, permeten realitzar tot el procediment en un temps computacional menor a l'obtingut fins al moment. Així s'aconsegueixen punts invariants i distingibles de forma ràpida, el qual permet la seva utilització en aplicacions com el seguiment d'objectes, la reconstrucció d'escenaris 3D i en motors de cerca visual.

Underwater Gigamosaicing

El procés de fusió de dues o més imatges de la mateixa escena en una d'única i més gran és conegut com a Image Mosaicing. Un cop finalitzat el procés de construcció d'un mosaic, els límits entre les imatges són habitualment visibles, degut a imprecisions en els registres fotomètric i geomètric. L'Image Blending és l'etapa del procediment de mosaicing a la que aquests artefactes són minimitzats o suprimits. Existeixen diverses metodologies a la literatura que tracten aquests problemes, però la majoria es troben orientades a la creació de panorames terrestres, imatges artístiques d'alta resolució o altres aplicacions a les quals el posicionament de la càmera o l'adquisició de les imatges no són etapes rellevants. El treball amb imatges subaquàtiques presenta desafiaments importants, degut a la presència d'scattering (reflexions de partícules en suspensió) i atenuació de la llum i a condicions físiques extremes a milers de metres de profunditat, amb control limitat dels sistemes d'adquisició i la utilització de tecnologia d'alt cost. Imatges amb il·luminació artificial similar, sense llum global com la oferta pel sol, han de ser unides sense mostrar una unió perceptible. Les imatges adquirides a gran profunditat presenten una qualitat altament depenent de la profunditat, i la seva degradació amb aquest factor és molt rellevant. El principal objectiu del treball és presentar dels principals problemes de la imatge subaquàtica, seleccionar les estratègies més adequades i tractar tota la seqüència adquisició-procesament-visualització del procés. Els resultats obtinguts demostren que la solució desenvolupada, basada en una Estratègia de Selecció de Límit Òptim, Fusió en el Domini del Gradient a les regions comunes i Emfatització Adaptativa d'Imatges amb baix nivell de detall permet obtenir uns resultats amb una alta qualitat. També s'ha proposat una estratègia, amb possibilitat d'implementació paral·lela, que permet processar mosaics de kilòmetres d'extensió amb resolució de centímetres per píxel.

Modelado de una cámara de onda milimétrica

En aquest projecte s'ha dissenyat i simulat una càmera d'ones mil·limètriques mitjançant "Spinning Reflectors" amb l'objectiu d'estudiar la qualitat de les imatges obtingudes, així com determinar la configuració de reflectors acceptable per a la nostra càmera. Per al seu disseny, s'ha realitzat el model d'una antena Cassegrain amb botzina alimentadora a FEKO i s'han simulat els diagrames de radiació corresponents als diferents angles de rotació d'ambdós reflectors al voltant de l'eix en el qual estan situats. Finalment, a partir del principi de funcionament de la nostra càmera, s'ha exposat la seva implementació física i s'ha representat en Matlab la seva PSF (Point Spread Function) i la imatge d'un objecte arbitrari d'acord amb les tècniques de formació d'imatges.

Evaluación de la regeneración ósea mediante procesado de imagen

La regeneració òssia és un procés estudiat per experts de tot el món. Aquests experts estudien materials capaços d’accelerar el procés de formació de teixit ossi en zones on s’han produït defectes ossis. Després d’un determinat període de temps de l’aplicació dels materials d’estudi en la zona on hi havia una manca de teixit ossi, s’obtenen imatges d’aquesta zona on l’expert mitjançant l’ inspecció visual d’aquestes imatges avalua si l’os s’ha regenerat bé o no. El problema d’aquest mètode d’avaluació es que requereix d’un expert on la valoració d’aquest és subjectiva i difícil de quantificar, el que pot provocar que hi hagi discordança entre experts. Amb la finalitat de aprofitar les imatges en que es basa l’expert per avaluar la capacitat de regeneració òssia dels materials d’estudi es proposa realitzar un anàlisi quantitatiu de la regeneració òssia basat en el processament d’imatge. L’algorisme dissenyat es capaç de classificar imatges de la mandíbula en: imatges de regeneració bona i dolenta mitjançant la parametrització de l’histograma de nivells de grisos de la imatge, solucionant la falta d’objectivitat del mètode d’avaluació de la regeneració òssia i la necessitat d’un expert per realitzar-la.

Imágenes en infrarrojo cercano de baja altura sobre zonas de interés del PN-MaB Montseny: planificación de campañas de vuelo, procesamiento de imágenes y evaluación: informe ejecutivo

La tecnología civil de pequeños vehículos aéreos no tripulados (miniUAV) puede representar una alternativa de bajo coste para fotografía digital al alcance de los presupuestos normales en aplicaciones de Conservación. Si la calidad y operatividad son suficientes, estos sistemas pueden ser una herramienta importante para adquirir información de alta resolución con la que apoyar la planificación y gestión de espacios protegidos. En este proyecto se han planificado 13 campañas en 7 sitios del Parque Natural del Montseny para el miniUAV ATMOS-4 de CATUAV, se han procesado las imágenes y se ha evaluado tanto la operatividad y calidad de los vuelos como de las imágenes adquiridas.

Anàlisi i disseny d'un reflector per banda W

Les ones passives mil·limètriques (30 a 300GHz) tenen la peculiaritat de propagar-se en medis com la boira o la roba, a diferència del rang visible o l’infraroig. D’aquesta peculiaritat, surt l’interès de reproduir imatges per diverses aplicacions (seguretat, vigilància, etc...). És per aquest motiu que es treballa en el disseny d’un reflector per aquest tipus d’aplicació, treballant a una de les finestres de propagació d’aquest rang, la de la banda W. Es dissenyen i analitzen tres tipus de reflector: parabòlic simètric, offset i Cassegrain. D’aquests, s’estudien les seves figures de mèrit i directivitats buscant que aquestes siguin el més elevades possibles per obtenir una bona resolució, així com l’escaneig de l’escena de la qual es vol obtenir una imatge, veient aquí els efectes de les aberracions més comunes.

Segmentació d'imatge de ressonància magnètica de pit utilitzant atlas probabilístic

La localització d'òrgans és un tòpic important en l'àmbit de la imatge mèdica per l'ajuda del tractament i diagnosi del càncer. Un exemple es pot trobar en la cal•libració de models farmacoquinètics. Aquesta pot ésser realitzada utilitzant un teixit de referència, on, per exemple en imatges de ressonància magnètica de pit, una correcta segmentació del múscul pectoral és necessària per a la detecció de signes de malignitat. Els mètodes de segmentació basat en atlas han estat altament avaluats en imatge de ressonància magnètica de cervell, obtenint resultats satisfactoris. En aquest projecte, en col•laboració amb el el Diagnostic Image Analysis Group de la Radboud University Nijmegen Medical Centre i la supervisió del Dr. N.Karssemeijer, es presenta la primera aproximació d'un mètode de segmentació basat en atlas per segmentar els diferents teixits visibles en imatges de ressonància magnètica (T1) del pit femení. L'atlas consisteix en 5 estructures (teixit greixòs, teixit dens, cor, pulmons i múscul pectoral) i ha estat utilitzat en un algorisme de segmentació Bayesià per tal de delinear les esmentades estructures. A més a més, s'ha dut a terme una comparació entre un mètode de registre global i un de local, utilitzats tant en la construcció de l'atlas com en la fase de segmentació, essent el primer el que ha presentat millors resultats en termes d'eficiència i precisió. Per a l'avaluació, s'ha dut a terme una comparació visual i numèrica entre les segmentacions obtingudes i les realitzades manualment pels experts col•laboradors. Pel que fa a la numèrica, s'ha emprat el coeficient de similitud de Dice ( mesura que dóna valors entre 0 i 1, on 0 significa no similitud i 1 similitud màxima) i s'ha obtingut una mitjana general de 0.8. Aquest resultat confirma la validesa del mètode presentat per a la segmentació d'imatges de ressonància magnètica del pit.

Gestor de fotos geoetiquetades

En aquest treball de final de carrega s¿ha desenvolupat una aplicació que permet la gestió d¿imatges geoetiquetades publicades en els sistemes Flicker i PicasaWeb fent servir les tecnologies de Microsoft .NET i els serveis web que ofereixen les APIs públiques d¿aquestssistemes.

Gestió de fotos geoetiquetades amb Flickr i Picasa

Aquest projecte ens portarà a construir producte de software que ens permeti gestionar des de la aplicació les fotos que tenim publicades a Flickr i Picasa.

Colour image processing

In the context of the round table the following topics related to image colour processing will be discussed: historical point of view. Studies of Aguilonius, Gerritsen, Newton and Maxwell. CIE standard (Commission International de lpsilaEclaraige). Colour models. RGB, HIS, etc. Colour segmentation based on HSI model. Industrial applications. Summary and discussion. At the end, video images showing the robustness of colour in front of B/W images will be presented

Scene Classification Using a Hybrid Generative/Discriminative Approach

We investigate whether dimensionality reduction using a latent generative model is beneficial for the task of weakly supervised scene classification. In detail, we are given a set of labeled images of scenes (for example, coast, forest, city, river, etc.), and our objective is to classify a new image into one of these categories. Our approach consists of first discovering latent ";topics"; using probabilistic Latent Semantic Analysis (pLSA), a generative model from the statistical text literature here applied to a bag of visual words representation for each image, and subsequently, training a multiway classifier on the topic distribution vector for each image. We compare this approach to that of representing each image by a bag of visual words vector directly and training a multiway classifier on these vectors. To this end, we introduce a novel vocabulary using dense color SIFT descriptors and then investigate the classification performance under changes in the size of the visual vocabulary, the number of latent topics learned, and the type of discriminative classifier used (k-nearest neighbor or SVM). We achieve superior classification performance to recent publications that have used a bag of visual word representation, in all cases, using the authors' own data sets and testing protocols. We also investigate the gain in adding spatial information. We show applications to image retrieval with relevance feedback and to scene classification in videos

A method to obtain the integrated contour image in colour scenes

This paper describes a method to achieve the most relevant contours of an image. The presented method proposes to integrate the information of the local contours from chromatic components such as H, S and I, taking into account the criteria of coherence of the local contour orientation values obtained from each of these components. The process is based on parametrizing pixel by pixel the local contours (magnitude and orientation values) from the H, S and I images. This process is carried out individually for each chromatic component. If the criterion of dispersion of the obtained orientation values is high, this chromatic component will lose relevance. A final processing integrates the extracted contours of the three chromatic components, generating the so-called integrated contours image

Correction of shading effects in vision-based UUV localization

This paper describes the improvements achieved in our mosaicking system to assist unmanned underwater vehicle navigation. A major advance has been attained in the processing of images of the ocean floor when light absorption effects are evident. Due to the absorption of natural light, underwater vehicles often require artificial light sources attached to them to provide the adequate illumination for processing underwater images. Unfortunately, these flashlights tend to illuminate the scene in a nonuniform fashion. In this paper a technique to correct non-uniform lighting is proposed. The acquired frames are compensated through a point-by-point division of the image by an estimation of the illumination field. Then, the gray-levels of the obtained image remapped to enhance image contrast. Experiments with real images are presented