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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.76.1999.tde-09062009-094110
Document
Author
Full name
Felipe Miney Gonçalves da Costa
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 1999
Supervisor
Committee
Costa, Luciano da Fontoura (President)
Marana, Aparecido Nilceu
Slaets, Jan Frans Willem
Title in Portuguese
Revendo o problema da detecção de retas através dos olhos da aranha.
Keywords in Portuguese
Detecção de retas
Espaços parametrizados
Retas digitais
Sistemas computacionais baseados em biologia
Visão computacional
Abstract in Portuguese
Visão é um processo que envolve uma grande quantidade de informações, as quais precisam ser otimizadas de alguma forma para propiciar um processamento eficiente. Grande parte das informações visuais estão contidas nos contornos de uma imagem e uma grande redução no volume dos dados pode ser conseguida com a análise dos contornos. Além dos contornos, a detecção de segmentos de reta é o próximo passo na compressão das informações visuais. A detecção de retas ocorre no sistema visual humano, e também no de outros seres vivos. Entre os invertebrados terrestres, o melhor sistema de visão é o das aranhas da família Salticidae e este apresenta características que facilitam a detecção de retas. Este trabalho propõe um novo método de detecção de retas, baseado no sistema visual das aranhas saltadoras, que aborda este problema através de um enfoque inédito, por otimização. O método realiza a busca por retas através de janelas lineares. Para isso, a detecção de retas será feita em um espaço de parâmetros, com a utilização do algoritmo de maximização de funções "Downhill Simplex". O método desenvolvido leva em consideração a natureza discreta da imagem e do espaço de parâmetros utilizado, e este trabalho inclui um estudo detalhado destes espaços discretos. O método incorpora, para lidar adequadamente com as peculiaridades do problema, características como "Simulated Annealing" e largura adaptativa. O desempenho do método depende de um conjunto de parâmetros cujo comportamento é de difícil previsão, e a escolha de um conjunto foi realizada através de um algoritmo genético. O trabalho envolve também a construção de um protótipo para a realização de testes utilizando o método desenvolvido. Os resultados foram analisados quanto a precisão na detecção de retas, ao tempo de processamento e a movimentação das janelas lineares, relacionada aos esforços na busca por retas.
Title in English
Straight Line detection revisited: Through the eyes of the spider.
Keywords in English
Biologically motivated computer systems
Computer vision
Digital straight lines
Parameter spaces
Straight line detection
Abstract in English
Vision is a process that involves a large amount of information that need to be somehow optimized to allow efficient processing. Most of the visual information is contained in the contours of an image and a considerable reduction in the amount of data can be achieved by fmding and processing these contours. The next step to further compress the visual data is to fmd straight segments, and represent the contours in terms of these entities. Straight-line segment detection is performed by the human visual system, as well as by other creatures. Among terrestrial invertebrates, the best visual system is that of the Salticidae family of spiders, also known as jumping spiders. This visual system presents some characteristics that facilitate the detection of straight-lines. The present work proposes a new method for straight-line detection, based on the visual system of the jumping spiders, using linear windows. This method approach the straight-line detection problem through an optimization point of view yet unexplored in literature. The detection will be accomplished in a parameter space, using the "Downhill Simplex" maximization algorithm. The method considers the discrete nature of both the image and the parameter spaces, and this work includes a detailed analysis of these discrete spaces. The method also incorporates, to adequately deal with the specific characteristics of the problem, resources such as "Simulated Annealing" and adaptive width of the linear windows. The performance of the method depends on a set of parameters, which behavior is hard to predict, and the choice of an adequate set was made using a genetic algorithm. The work also involves the project and construction of a prototype, to evaluate the proposed method. Results were analyzed regarding their precision, processing time and the movements of the linear windows, related to the effort made to detect the straight lines.
 
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Publishing Date
2009-06-15
 
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