Aperfeiçoamento do algoritmo ORB para o casamento completo e invariante às transformações afins

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Wyzykowski, André Brasil Vieira
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/185476
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2017.
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spelling Aperfeiçoamento do algoritmo ORB para o casamento completo e invariante às transformações afinsComputaçãoProcessamento de imagensAlgorítmos computacionaisDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2017.O processo de casamento em imagens busca encontrar correspondências entre duas imagens, de um mesmo objeto ou cena, mesmo que hajam alterações nos ângulos de captura ou que as imagens contenham conjuntos de características visuais distintas entre si. Ao obter uma imagem e posteriormente variando a posição de captura com uma câmera, efeitos indesejáveis podem surgir, gerando suaves deformações na sua representação. Em um plano bidimensional de imagem, essas deformações podem ser previstas e simuladas através de funções de transformações afins, sendo isso útil no processo de reconhecimento de um objeto qualquer em distintos ângulos de captura. Diversos algoritmos aplicados à correspondência de imagens, como o SIFT, SURF, e ORB, não possuem uma total invariância às transformações afins, não sendo adequados a objetos contendo alterações de escala não uniforme, rotação, inclinação, e/ou translação. Como resultado, surgiu o ASIFT, um comparador de imagens completo e invariante às transformações afins, porém, que possui um alto custo computacional. Nesse sentido, desenvolvemos o algoritmo RHO-Affine-ORB, um rápido detector e comparador de características totalmente invariante às transformações afins. Utilizando o ORB como base, nós implementamos a técnica desenvolvida no ASIFT a qual tornou o SIFT invariante às transformações afins. Foram realizados experimentos em imagens contendo transformações em rotação, escala, ruído, redução de cor e brilho, e de inclinação. Os resultados mostraram que o algoritmo concebido se mostrou cerca de 2,42 vezes mais rápido do que ASIFT no processo de casamento de características entre imagens. Além disso, o algoritmo foi capaz de detectar 1,78 vezes mais correspondências, provendo uma grande quantidade de similaridades dos objetos presentes em imagens. Em todos os experimentos realizados o RHO-Affine-ORB detectou mais casamentos em um menor tempo em relação ao ASIFT.Abstract : The process of matching image features seeks to find similarities in objects, even if they are in different positions in a plane, or if they are at a different angle of view. By getting an image of an object, and later, varying the capture position with a camera, undesirable effects can occur, generating smooth deformations in the representation of the object. In a two-dimensional image plane, these deformities can be predicted and simulated through affine transformation functions, and this is useful to the process of recognizing any object at different capture angles. Several algorithms for feature matching, such as SIFT, SURF, and ORB, do not have a complete invariance to affine transformations, not being appropriate to objects containing changes of non-uniform scale, rotation, tilt and/or translation. Along these lines, appears ASIFT, an algorithm for fully affine invariant comparison; nevertheless it has a high computational cost. In this sense, we developed the RHO-Affine-ORB, a fast feature and matching algorithm completely invariant to affine transformations. This work has as basis the ORB algorithm improved to have the desired invariance (using the technique proposed by ASIFT), and through this, recognize more precisely different objects in images. We perform experiments in images containing changes under rotations, scale, noise, reduction of color and brightness and tilt. The results showed that the algorithm conceived is approximately 2.42 times faster than ASIFT, in the process of matching features between images. Also, the algorithm is able to detect about 1.78 times more matches, presenting a high number of similarities, an important fact in the process of object recognition. In all the experiments performed the RHO-Affine-ORB detected more matches in a shorter time comparing to ASIFT.Marchi, JerusaMafra, Paulo ManoelUniversidade Federal de Santa CatarinaWyzykowski, André Brasil Vieira2018-04-13T19:29:47Z2018-04-13T19:29:47Z2017info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis154 p.| il., gráfs., tabs.application/pdf350456https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/185476porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2018-04-13T19:29:48Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/185476Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732018-04-13T19:29:48Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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