Reconeixement òptic de patrons amb discriminació variable per mitjà de la correlació no-lineal dual. Aplicació al reconeixement d'objectes en color

Resumen

En el panorama actual dels processadors dimatges basats en la correlació òptica, es pot dir que sha avançat molt per aconseguir un augment de la capacitat discriminativa del sistema de reconeixement que permeti diferenciar el patró buscat de qualsevol altre objecte que presenti algun tipus de diferència. En una altra línia de desenvolupament, trobem els sistemes que emmagatzemen informació del patró en diferents situacions, o atorguen al sistema la capacitat de reconeixement invariant a distorsions, com ara rotacions, canvis descala, dilluminació, etc. En aquesta situació de diversitat de mètodes i sistemes , un canvi dobjectiu o de tasca de reconeixement, implica, inevitablement, un canvi important del procediment a seguir i, tal vegada, del dispositiu òptic a emprar. En aquest treball, hem proposat un sistema de reconeixement basat en la correlació òptica que té, com a característica més destacada, la capacitat de discriminació variable en funció dels requeriments del problema plantejat. Sense necessitat de modificar el dispositiu optoelectrònic i variant de manera senzilla els valors duns paràmetres inclosos en el processament digital intermedi, saconsegueixen reproduir diferents mètodes de correlació, lineals i no-lineals convencionals, daltres intermedis, i també permet, dins el mateix model, nous processaments de la informació. Daquesta manera, sobté un sistema molt versàtil, en què és possible controlar graus de tolerància diferents en funció de vàries característiques dels objectes. Per a lobtenció del sistema de reconeixement òptic amb capacitat de discriminació variable, hem emprat la correlació no-lineal dual (DNC) com a mètode de processament base del nostre sistema. Les operacions lineals i no-lineals aplicades independentment sobre lescena a analitzar i lobjecte de referència, poden ser modificades de manera contínua variant uns paràmetres reals, L i M, inclosos en un processament digital intermedi. També sha introduït una funció que delimita, en el domini de freqüències, la regió de suport sobre la qual saplica la no-linealitat. Larquitectura sobre la que es realitza la DNC, és el correlador de transformades conjuntes (JTC), que presenta lavantatge de no requerir filtres adaptats a lobjecte a reconèixer. Shan proposat simplificacions en quant al dispositiu i a lalgorisme que faciliten la realització experimental de la DNC i en redueixen el temps de computació. Shan estudiat els efectes dalgunes limitacions experimentals del sistema. Sha estudiat el control de la capacitat de discriminació variable del sistema DNC davant de modificacions en la forma, en la intensitat, en la textura i en el color dels objectes. Sha portat a terme experimentalment el sistema de reconeixement DNC i shan obtingut resultats que demostren la possibilitat dobtenir realment una capacitat de discriminació variable del sistema davant de canvis de forma i dintensitat dels objectes. En la línia dadaptar la capacitat de discriminació a les necessitats del problema de reconeixement plantejat, incloem el cas on la discriminació dels objectes requereix diferenciar colors similars, pertanyents a una mateixa gamma de tonalitat. En aquest sentit, hem proposat un mètode de descomposició multicanal de la informació cromàtica de lescena a analitzar i de lobjecte a reconèixer, que cal aplicar prèviament a la correlació òptica. La descomposició multicanal es fa mitjançant una selecció de canals quasimonocromàtics que sadapta la gamma de tonalitat dels colors implicats. Sha realitzat experimentalment la descomposició cromàtica proposada, i mitjançant un correlador convergent sha implementat experimentalment un correlador multicanal amb una capacitat de discriminació alta davant dobjectes en color de tonalitat propera dins una mateixa gamma. Els resultats experimentals demostren la millora en quant a discriminació de la descomposició adaptada en canals quasimonocromàtics, davant lús de la descomposició convencional RGB. Ambdues propostes, la descomposició cromàtica multicanal en canals quasimonocromàtics seleccionats i la DNC, shan estudiat separadament. No obstant això, també sha proposat la seva aplicació conjunta en els casos on els requeriments de discriminació cromàtica són elevats i, a lhora, es permet un cert grau de tolerància respecte a un altre aspecte de lobjecte, com per exemple, la seva forma. Els resultats de la tesi, que hem presentat de manera resumida, poden tenir un major impacte o aplicació en els sistemes automàtics de visió artificial i en robòtica. Pel fet de tractar-se dun sistema amb capacitat de discriminació variable segons diferents característiques de lobjecte a detectar (forma, intensitat, textura, color, ...), les propostes daquest treball es dirigeixen als sistemes de detecció i inspecció que requereixen una capacitat de discriminació variable de manera controlada en els diferents aspectes comentats. La introducció de la informació del color, i més concretament la proposta de la descomposició adaptada de la informació cromàtica en canals quasimonocromàtics, va especialment dirigida als sistemes de detecció i inspecció que requereixin una capacitat de discriminació en color elevada, i unida a la capacitat de discriminació respecte a la forma.