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Tipo de Documento: Dissertação
Título: Detecção e descrição de pontos de controle em imagens HDR
Autor(es): Nascimento, Artur Santos
Data do documento: 26-Ago-2022
Orientador: Carvalho, Beatriz Trinchão Andrade de
Coorientador: Dantas, Daniel Oliveira
Resumo: Na visão computacional, o termo característica se refere a regiões de imagens com propriedades especiais, tais como regiões com cantos, bordas, texturas ou áreas de alto contraste. Essas regiões também são chamadas de pontos de controle, do inglês, Control Points (CPs). Os detectores e descritores de CPs identificam características em imagens e são a base de diversas aplicações, tais como reconhecimento de objetos, reconstrução tridimensional de cenas, e sistemas biométricos. A maioria dos métodos de detecção e descrição de CPs utiliza imagens com baixa faixa dinâmica (low dynamic range, LDR), que são suficientes para a maior parte das aplicações que trabalham com imagens digitais. Entretanto, esse tipo de representação limita o intervalo dinâmico e não representa apropriadamente a luz em extremos de iluminação. Imagens de alta faixa dinâmica (high dynamic range, HDR) possibilitam a representação de uma maior variação de intensidades de iluminação. Como consequência, extremos de iluminação são melhor representados nas imagens HDR. Neste trabalho, investigamos o potencial do uso de imagens HDR em detectores e descritores de CPs. Para isso, desenvolvemos a biblioteca CP_HDR que implementa os algoritmos de detecção Harris e Harris for HDR, e os algoritmos de detecção e descrição SIFT e SIFT for HDR. Usando as métricas de uniformidade, repetibilidade, mean average precision e matching rate, comparamos o desempenho dos algoritmos implementados. Com isso, observamos que, ao usar imagens HDR com detectores especializados para imagens HDR, há um aumento na distribuição dos CPs detectados nas áreas mais escuras, intermediárias e mais claras das imagens. Nós também observamos que a descrição produzida usando imagens HDR com os algoritmos originais proporcionaram uma descrição melhor dos CPs. Os resultados obtidos mostram que o uso de imagens HDR melhora a detecção de CPs em imagens com extremos de iluminação e que os algoritmos especializados para imagens HDR melhoram a descrição dos CPs.
Abstract: In computer vision, a characteristic refers to image regions with unique properties, such as corners, edges, textures, or areas with high contrast. These regions are called control points (CPs). CP detectors and descriptors identify features in images and are the basis for many applications, such as object recognition, three-dimensional scene reconstruction, and biometric systems. Most CP detection and description methods use low dynamic range (LDR) images, which are sufficient for most applications involving with digital images. However, this type of representation limits the dynamic range and does not properly represent light under extreme lighting conditions. High dynamic range (HDR) images allow the representation of a wider range of lighting intensities. Consequently, lighting extremes are better represented in HDR images. This work investigates the potential of using HDR images in CP detectors and descriptors. We developed the CP_HDR library that implements Harris and Harris for HDR detection algorithms and SIFT and SIFT for HDR detection and description algorithms. Using uniformity, repeatability rate, mean average precision, and matching rate metrics, we compared the performance of the CP_HDR algorithms. We observed that when using HDR images with specialized detectors for HDR images, there is an increase in the distribution of CPs detected in the darkest, medium, and brightest areas of the images. We also observed that the description produced using HDR images with the canonical algorithms provided a better description of the CPs. The results show that using HDR images as input in detection algorithms improves its performance, and the implemented algorithms specialized for HDR images enhance the description of CPs.
Palavras-chave: Imagens digitais
Imagens HDR
Detecção
Descrição pontos de controle
High Dynamic Range (RDR)
HDR images
Detection
Description
Feature points
High dynamic range imaging
área CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
Sigla da Instituição: Universidade Federal de Sergipe (UFS)
Programa de Pós-graduação: Pós-Graduação em Ciência da Computação
Citação: NASCIMENTO, Artur Santos. Detecção e descrição de pontos de controle em imagens HDR. 2022. 161 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2022.
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/19528
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