DUVI

Logo DUVI

Diario da Universidade de Vigo

Iván Gómez perfeccionou na súa tese de doutoramento os sistemas de visión por computador

Algoritmos que afinan o coñecemento que se extrae das imaxes

Entre as súas utilidades está contrarrestar os efectos de latexos ou respiración en capturas de micr

Etiquetas
  • Ourense
  • Investigación
Rosa Tedín DUVI 29/04/2015

Nunha sociedade no que priman a imaxe e a integración da tecnoloxía en todos os aspectos e actividades da vida, xorde como algo natural a demanda de que os dispositivos electrónicos sexan cada vez capaces de “entender” mellor as imaxes e obter coñecemento automático delas. Na súa tese de doutoramento, o enxeñeiro informático Iván Gómez presentou varios algoritmos de visión por computador que melloran os actuais sistemas de recoñecemento de movementos, tanto en humanos coma no eido da bioloxía. Entre os exemplos de aplicación está estabilizar imaxes de microscopía intravital de animais, que se ven afectadas entre outras cousas polo latexo do corazón ou a respiración.

A tese, titulada Algoritmia de procesamento espazo-temporal en secuencias de imaxes para aliñación e recoñecemento automático de movementos, foi dirixida por David Olivieri e Xosé Antón Vila Sobrino e defendida este curso na Escola Superior de Enxeñaría Informática do campus de Ourense. “Hai un nexo común na miña tese que é o estudo da información espazo-temporal contida nunha secuencia de imaxes ou vídeo. Elixín este tema porque me atraía a multitude de aplicacións que hoxe en día empregan algoritmos de visión artificial na nosa vida cotiá e os avances que se están facendo neste eido”, explica o investigador.

Detectar patróns

Un algoritmo pódese definir como un conxunto prescrito de instrucións ou regras ben definidas, ordenadas e finitas que permite realizar unha actividade mediante pasos sucesivos. En concreto, os algoritmos de visión por computador, comenta o xa doutor con mención internacional pola Universidade de Vigo, son algoritmos capaces de programar un ordenador para que analice de maneira automática una secuencia de vídeo e extraia coñecemento. “No meu caso, a finalidade era, por unha banda, detectar accións humanas de maneira automática que se realizan nun vídeo e, por outro lado, detectar patróns de movemento en imaxes de microscopía e conseguir eliminalos”, indica o investigador.

Na súa tese de doutoramento, Gómez Conde presenta varios algoritmos de visión por computador que analizan o campo de movemento en secuencias de imaxes. “Estes algoritmos aplícanse a dous campos de natureza moi diversa, como son o recoñecemento de movementos humanos e a bioloxía. No primeiro, o campo espazo-temporal definido polo movemento do corpo humano codifícase mediante traxectorias únicas, que serven como unha pegada dactilar dese movemento para futuras comparativas con outros movementos e/ou persoas. No segundo, aplícanse métodos específicos de visión por computador para estabilizar datos in-vivo de microscopía multifotón intravital, que presentan problemas debido a movementos nerviosos e respiratorios do animal”, sinala o doutor.

Segundo comenta Iván Gómez, “a representación dese movemento nese novo espazo que creamos considerámola única porque non hai dúas persoas que anden igual. Por exemplo, ti e eu podemos andar parecido pero nunca será igual porque a túa forma de andar terá características diferentes á miña. De aí que fagamos unha analoxía como se fose unha pegada dactilar da persoa porque é única”. A principal vantaxe que teñen as propostas do investigador ourensán fronte a outros algoritmos é que codifican a magnitude e dirección do vector de fluxo óptico, que é o patrón de movemento dun obxecto con respecto á escena. Isto fai que esta plantilla de movemento chamada polo doutor como MVFI (instancia do vector de fluxo de movemento) sexa a idónea para recoñecer movementos humanos con cambios bruscos de velocidade, como pode ser o caso dunha caída.

En tempo real e cun baixo custe computacional

Nos dous contextos sinalados, a tese explora como un ordenador pode representar e procesar campos de movemento nun espazo de información espazo-temporal para unha posterior recuperación de información en tempo real cun baixo custe computacional. “O de recoñecemento en tempo real quere dicir que a análise é no mesmo momento que se está gravando o vídeo, non se fai despois de gravar o vídeo cun software de postprocesamento. O de baixo custe computacional refírese a que non é preciso un ordenador de altas prestacións para executar este software, de aí o de baixo custe computacional en tempo e en prestacións”, aclara o docente convidado da Escola Superior de Enxeñaría Informática.

Na parte de imaxe biolóxica, o algoritmo foi aplicado en imaxes reais de inmunoloxía en dous centros de investigación, o Gulbenkian de Ciência en Oeiras, en Portugal, para eliminar os artefactos de movemento en imaxes de placenta en ratos infectados de Malaria, e no Hubrech Institute, de Utrecht, nos Países Baixos, para recoñecemento de patróns e eliminación dos artefactos de movemento en imaxes de cancro de mama. Un artefacto na imaxe é calquera detalle que aparece nela que non se encontra presente no obxecto orixinal a representar. Estas aplicacións realizáronse no marco de estadías internacionais predoutorais do investigador ourensán en cada un destes centros.