DISEÑO DE SISTEMAS DE COMPENSACIÓN DE MOVIMIENTO EN IMÁGENES USANDO ANÁLISIS DE FOURIER Y WAVELETS

Abstract

El ser humano ha intentado imitar a la naturaleza desde el principio de su desarrollo intelectual. Uno de los sentidos mas relevantes en la relación del ser con su entorno es la visión. Su estudio y comprensión ha llevado a plantear la posibilidad de imitar algunas funciones que cumple este vital sentido. Desde el punto de vista de Ciencias de la Computación, la imitación de este sentido y su implementación electrónica son los objetivos esenciales de la Vision Artificial. Dentro de la problemática de la Vision Artificial destaca uno en particular. El reconocimiento de objetos conocidos en imágenes recientemente adquiridas. Los mecanismos de asociación de patrones y semejanzas geometricas usados por la vision animal han llevado al desarrollo de sistemas análogos en robótica. En particular, el seguimiento de objetos y el reconocimiento de los mismos como dbjetivos definen el problema de registro de imágenes. El problema de registro de imágenes radica esencialmente en compensar las transformaciones geométricas en que difieren una imagen de referencia y una imagen recientemente adquirida. Esta compensación permite centrar el objeto con respecto a la imagen de referencia y entonces compararlas o efectuar otras operaciones de interés. La hipótesis de esta tesis es que no es necesario usar toda la información que contiene una imagen para poder resolver el problema de registro. En particular, se probará que usando transformaciones de multiresolución también es posible realizar estimaciones de los parámetros de las transformaciones en que difieren las imágenes. El primer capítulo de esta tesis define matemáticamente el problema de registro de imágenes revisando las técnicas usuales de solución del problema y mostrando algunas de sus debilidades y fortalezas. El segundo capítulo de esta tesis describe las técnicas espectrales del análisis de Fourier que permiten realizar estimaciones de los factores de transformación en que difieren ambas imágenes. Junto con lo anterior, se proponen algunas mejoras a las técnicas clásicas de Fourier y se muestran resultados experimentales que prueban lo anterior. El tercer capítulo de esta tesis introduce el análisis Wavelets que permite representar a una imagen en distintos niveles de resolución. A partir del análisis de multiresolución se estudian las propiedades de la transformada wavelets y se escoge un wavelet en particular que resuelve el problema de registro de imágenes satisfactoriamente. Finalmente se muestran resultados experimentales de algoritmos de compensación de movimiento basados en esta transformación.