RASTREAMENTO DE OBJETO EM OPENCV USANDO O ALGORITMO CAMSHIFT E BLENDER

CARLOS HENRIQUE DE OLIVEIRA JUNIOR 

RASTREAMENTO DE OBJETO EM OPENCV USANDO O ALGORITMO CAMSHIFT E BLENDER

Artigo de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para obtenção do grau no curso de Ciência da Computação da Universidade de Franca.

Orientador: Prof. André Marcio de Lima Curvello.

FRANCA

2015

RASTREAMENTO DE OBJETO EM OPENCV USANDO O ALGORITMO CAMSHIFT E BLENDER

OBJECT TRACKING IN OPENCV USING ALGORITHM CAMSHIFT AND BLENDER

Carlos Henrique de Oliveira Junior^[1]

André Marcio de Lima Curvello^[2]   

RESUMO

Este artigo apresenta conceitos introdutórios sobre o processamento digital de imagem e visão computacional, principalmente na fase das suas transições, dos seus processos computacionais definida em níveis, de como o processo de baixo nível pertence ao processamento de imagem que trabalha na redução de ruído, da melhoria no contraste da imagem e de como os níveis médio e alto fazem atribuição na visão computacional, trabalhando com reconhecimento e separação de objetos e outros processos mais complexos. O objetivo desse artigo é apresentar um aplicativo no qual detecta e rastreia um objeto em tempo real usando as técnicas da visão computacional, sendo capaz de controlar outro objeto em uma plataforma diferente. Para a implementação do projeto foi utilizada a linguagem python, e o algoritmo camshift, que utiliza do histograma para o rastreamento de objeto, e a interface blender para o controle da aplicação. Assim como esperado, o algoritmo camshift foi computacionalmente eficiente mostrando resultados satisfatórios e atendendo aos requisitos do projeto.

Palavras-chave: controle; reconhecimento; processos; níveis.

ABSTRACT (ou ... depende da opção da língua) 

Providenciar a versão do Resumo na língua estrangeira.

Keywords: (depende da língua) xxxxxxxxxxxxxxx; xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx; xxxxxxxxxxxxxxx; xxxxxxxxxxxxxxxxx.

(o espaçamento entre linhas desta página dos resumos é simples)

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INTRODUÇÃO

 

O interesse do homem pelo funcionamento do próprio corpo contribui para o avanço de técnicas computacionais, estimulando a criação de máquinas que imitam os mecanismos biológicos. Com isso, as máquinas necessitam de informações que passamos a elas para permitir que façam o entendimento e a demonstração dos aspectos humanos. Entretanto existem várias maneiras de representar essas informações, mas é através da imagem que se pode trazer o máximo de informações possíveis.

 A visão computacional procura emular a visão humana, que utiliza como entrada uma imagem, e como saída a interpretação da imagem como um todo. A mesma contém uma variedade de técnicas e métodos para reconhecimento e rastreamento de imagens, para determinação das características dos objetos representados em uma imagem, distinguindo-os pelas suas cores e formas.

                O campo da Visão Computacional é bastante amplo, porém imaturo, ou seja, é uma área que ainda vem sendo estudada, e como podemos perceber no Brasil este tema não é muito comentado e/ou desenvolvido. Por essa razão abordaremos os principais pontos desta interessante área da computação.

O objetivo do projeto proposto é criar um aplicativo, por meio de técnicas de visão computacional, que faça a detecção e o rastreamento de objeto em tempo real, envia sua posição usando protocolos da camada de transporte, lê fluxo do rastreamento e altera a posição de um objeto no jogo. Com isso, é possível apresentar um método mais simples e com baixa complexidade computacional.

No desenvolvimento deste projeto, será utilizada uma biblioteca multiplataforma Opencv (Open Source Computer Vision) para aplicação das técnicas da visão computacional, ela é totalmente livre para uso acadêmico e comercial. A linguagem Python fará parte da implementação por ser dinâmica interpretativa. Para implementação será utilizada o algoritmo camshift que utiliza do histograma para a detecção e rastreamento do objeto.  

1 REVISÃO DE LITERATURA

1.1 ORIGENS DO PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS

De acordo com Gonzalez e Woods (2010), uma das primeiras aplicações das imagens digitais ocorreu na indústria dos jornais, quando as imagens eram enviadas por cabo submarino entre Nova York e Londres. Assim a redução do tempo para transportar uma fotografia pelo oceano Atlântico, teve por decorrência da implementação do sistema de transmissão de imagens por cabo submarino, um equipamento de impressão especializado codificava as imagens para a transmissão a cabo e depois as reconstruía no recebimento. A Figura 1 mostra como era reproduzida a imagem em uma impressora telegráfica, equipada com fontes tipográficas.

[pic 1]

 Figura 1 fotografia digital produzida em 1921, baseada por uma impressora telegráfica.

 Fonte: GONZALEZ, WOODS, 2015, p2.

Por não envolverem o uso de computadores, não são considerados resultados de processamento digital de imagem no contexto de definição (GONZALEZ, WOODS, 2010). Com isso eles afirmam que a história do processamento digital de imagem possui uma estreita relação com o desenvolvimento do computador digital, portanto imagens digitais necessitam da capacidade de armazenamento e desempenho computacional, pois há dependência no crescimento de processamento digital de imagem em relação com o desenvolvimento de computadores digitais.

1.2 PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGEM  

A visão computacional procura emular a visão humana, e por essa razão, no processamento de imagem digital, a entrada do sistema é uma imagem e a saída é um conjunto de valores numéricos que podem ou não compor uma imagem, possuindo uma interpretação da imagem como todo.

Segundo Gomes e Velho (2002), um sistema de processamento digital de imagens, obtém um conjunto de imagens na entrada e retorna um conjunto de imagens na saída, seguindo adequadamente às necessidades do problema abordado.