Ingeniería de Sistemas y Automática

Área de Ingeniería de Sistemas y Automática

Universidad de Oviedo

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Visión Industrial por Computador

José Antonio Cancelas Caso
Ignacio Álvarez


CURSO 2010/2011-Máster Universitario en Control de Procesos, Electrónica Industrial e Ingeniería Eléctrica

El curso comenzará el próximo viernes 19 de noviembre de 2010 a las 18:00h en el aula 12 1ª planta del Edificio Departamental Oeste del Campus Universitario de Gijón.

  1. Calendario previsto para el curso de doctorado 2010/2010
  2. Evaluación del curso
  3. Materiales para el curso
  4. Recursos Genéricos
  5. Bibliografía

1. Calendario previsto para el curso de doctorado 2010/2011:

Las clases para el curso de doctorado se impartirán en:

   Aula 12 1ª planta del Edificio Departamental Oeste del Campus Universitario de Gijón.

    Laboratorio 2.1.17 en el  Área de Ingeniería de Sistemas y Automática. Edificio 2 del edificio departamental Oeste

   Laboratorio 2.1.17 en el  Área de Ingeniería de Sistemas y Automática. Edificio 2 del edificio departamental Oeste

Las materias se impartirán en sesiones de aproximadamente dos horas con el siguiente calendario:

01 19/11/10 18:00-20:00 Presentación e Introducción: La Luz Propiedades (J.A.Cancelas)

02 23/11/10 18:00-20:00 Óptica, modelo de lentes, cámaras, sistemas de adquisición y procesamiento (J.A.Cancelas)

03 25/11/10 18:00-20:00 Introducción al procesamiento de imágenes, relaciones geométricas, operaciones de procesamiento de señal con imágenes (J.A.Cancelas)

04 29/11/10 18:00-20:00 Etapa de preprocesamiento de de imágenes (J.A.Cancelas)

05 02/12/10 10:00-13:00 Laboratorio. El matlab como software de procesamiento de imágenes(Ignacio Álvarez)

06 03/12/10 18:00-20:00 Segmentación. (J.A.Cancelas)

07 13/12/10 18:00-20:00 Extracción de características y representación de la información. (J.A.Cancelas)

08 26/02/08 18:00-20:00 Obtención de información tridimensional de una escena. (Ignacio Álvarez

09 27/02/08 18:00-20:00 Obtención de información tridimensional de una escena. (Ignacio Álvarez

2. Evaluación del curso:

Se realizará una prueba objetiva al final de la asignatura, que permitirá establecer una valoración del grado de asimilación de sus contenidos por parte del alumno. En esta prueba objetiva se valorará la comprensión de los contenidos y de sus posibles aplicaciones. La prueba objetiva constituirá un 30% de la calificación.

La asistencia e interés del alumno constituirán un 10% de la nota, para lo cual se tendrán en cuenta el seguimiento de la asignatura y la realización de las lecturas y ejercicios no obligatorios.

Cada alumno elegirá un trabajo de entre un conjunto proporcionado por los profesores con diferentes grados de dificultad. De este trabajo deberá entregar un documento resumen al final de la asignatura. Al desarrollo del trabajo individual corresponderá un 60% de la nota, en la que se valorará el grado de dificultad, los resultados obtenidos, y la calidad del documento presentado.

La fecha de entrega límite para el trabajo será el 30 de enero de 2011.

3. Materiales para el curso: (Programa del curso)

Sesión 1

19/11/10 18:00-20:00

Presentación e Introducción: La Luz Propiedades (J.A.Cancelas)

Sesión 2

23/11/10 18:00-20:00

Óptica, modelo de lentes,

Cámaras,

Sistemas de adquisición y procesamiento (J.A.Cancelas)

·              Óptica, modelo de lentes y propiedades

Basic Optics

Image Formation in the Eye and The Camera

Lenses Selection and Setup

Sesión 3

25/11/10 18:00-20:00

Introducción al procesamiento de imágenes, relaciones geométricas, operaciones de procesamiento de señal con imágenes (J.A.Cancelas)

·              Operaciones geométricas

Geometric -Operations

·              Calibración

Camera Calibration (calibración monocular)

Geometry for 3D Vision (De Miulan Sonka et al, referencias clásicas)

Geometric Transformations (Computer Vision, Dana Ballard and Christopher Brown)

·              Transformada de Fourier en Procesamiento de Imágenes

Fourier Transform (Documento de HIPR, ejemplos sencillos)

Fourier Transform Theory

Sesión 4

29/11/10 18:00-20:00

Etapa de preprocesamiento de de imágenes (J.A.Cancelas)

·              Operaciones de Punto

Point Operations (HIPR Operaciones basadas solo en el valor del píxel)

Geometric Transformations (Interpolación de coordenadas y del nivel de brillo)

Digital Filters (HIPR filtros para eliminar ruidos y otros para detectar contornos)

Feature Detectors (Detectores de contornos)

 

Sesión 5

2/12/10 10:00-13:00

Laboratorio. El matlab como software de procesamiento de imágenes(Ignacio Álvarez)

 

Sesión 6

3/12/10 18:00-20:00

Segmentación. (J.A.Cancelas)

Detectores de contorno

Edge Detection (Wikipedia)

Gaussian Masks, Scale Space and Edge Detection (Explica bien el efecto del filtro gaussiano)

Canny Edge Detector (HIPR )

Segmentación

Hough Transform (HIPR)

Hough Transform (Otra explicación)

The Hough Method for curve detection

Thresholding

Detección de umbral

Adaptative Thresholding

Region growing

Split and Merge

Sesión 7

13/12/10 18:00-20:00

Extracción de características y representación de la información. (J.A.Cancelas)

Etiquetado

Region Labelling  (Libro de Sonka)

Connected Components Labelling (HIPR)

Morfología binaria

Morphology Based Operations   

Bolean Convolution (Convoluciones en al ámbito de operaciones booleanas)

Morphology (HIPR)

Extracción de características

Representation of two Dimensional Boundaries

Border Tracing

Sesión 8

Visión 3D. Conceptos previos

Visual 3D Modeling from Images de Marc Pollefeys, University of North Carolina. Introducción a los algoritmos de estereo-visión en la reconstrucción 3D, autocalibración, estimación del movimiento, o reconstrucción fotogramétrica.

"Elements of geometric computer vision, Tutorial de A. Fusiello. Incluye todas las fórmulas aplicables.

Métodos activos para la obtención de distancias

Laser Triangulation under Structured Lighting: A Didactic Training Session, de Michaël Demeyere, Christian Eugène, Center for Research in Mechatronics, Université catholique de Louvain, Belgium. Interesante ejemplo para estudiantes de reconstrucción de escenas basada en luz estructurada.

Review of 20 Years of Range Sensor Development", F. Blais 2003, National Research Council Canada, Institute for Information Technology. Contiene información interesante sobre diversas tecnologías de medición y enlaces a fabricantes de las mismas.

Calibración

Camera calibration toolbox for Matlab, Software que incluye un toolbox para calibración de cámaras desde matlab, que puede considerarse también un tutorial para la realización de estas calibraciones.  

Sesión 9

Métodos para la obtención de información 3D

Fast stereo matching demoVisual 3D Modeling from Images" de Marc Pollefeys, University of North Carolina. Introducción a los algoritmos de estereo-visión en la reconstrucción 3D, autocalibración, estimación del movimiento, o reconstrucción fotogramétrica.

Conoscopic Systems and Conoscopic Holography  Gabriel Y SIRAT, Freddy PAZ, Gregory AGRONIK, Kalman WILNER. OPTIMET, Israel. Artículo introductorio a la holografía conoscópica y sus potenciales aplicaciones.

Shape from shading Diego Gutiérrez, Universidad de Zaragoza. Interesante y sencilla presentación sobre las posibilidades y algoritmos de reconstrucción 3D basada en sombras.

 

Recursos Genéricos

CVonline: The Evolving, Distributed, Non-Proprietary, On-Line Compendium of Computer Vision (Fuente principal de documentación)

Image Processig Learning Recurses  Enlace al HIPR (The Hypermedia Image Processing Referente) Explican , sin entrar en mucho detalle, la mayor parte de los temas vistos en el curso, tiene muchos ejemplos y demostraciones interactivas. Hay una programa asociado para generar procesamiento de imágenes.

Documentación de la Image Processing Toolbox de Matlab

Proverbios de Visión por computador, Buenos consejos a tener en cuenta

Documentos de Imaging Source (casa comercial, documentación sobre lentes y cámaras)

 

Bibliografía Visión por Computador

C. Demant, B Streicher-Abel, P.Waszkewitz. "Industrial Image Processing. Visual Quality Control in Manufacturing" Ed. Springer Verlag.

González Jimenez, Javier. "Visión por Computador". Ed. Paraninfo

Arturo de la Escalera. "Visión por Computador: Fundamentos y Métodos". Ed. Prentice-Hall

Proakis, John G. y Manolakis, Dimitris G. "Tratamiento Digital de Señales: Principios, algoritmos y aplicaciones." 3ª edición. Ed. Prentice-Hall 

R. Klette, K. Schlüns, A. Koschan "Computer vision. Three-dimensional data from images" Springer
O. Faugeras "Three dimensional computer vision. A geometric viewpoint" MIT Press 
G. X. Ritter, J. N. Wilson  "Handbook of Computer Vision Algorithms in Image Algebra" CRC Press