Algoritmo Para Reconhecimento de Características Faciais Baseado em Filtros de Correlação

Dissertação de Mestrado

 

Nome: Gabriel Matos Araujo
Instituição: Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ
Programa: Coordenação dos Programas de Pós-Graduação de Engenharia, Programa de Engenharia Elétrica
Orientador: Eduardo Antônio Barros da Silva
Ano: 2010
País: Brasil

Resumo

A detecção de características faciais é um problema que tem sido muito investigado nos últimos anos. Atualmente existem algumas soluções, inclusive comerciais, para este tipo de problema. Isto se deve, principalmente, ao fato de que pontos de controle definidos na face (também conhecidos como landmarks ou pontos fiduciais) podem ser utilizados em etapas iniciais de muitos outros sistemas, como, por exemplo, sistemas de rastreamento, sistemas de segurança, de modelagem 3D, dentre outros. Neste trabalho propomos um nova metodologia para a detecção de pontos fiduciais em faces. A principal diferença entre o sistema proposto e os outros é a utilização do DPI (Detector por Produto Interno) na etapa de classificação. O DPI é uma nova classe de detectores baseados em filtros de correlação, cuja principal vantagem é a fácil incorporação da estatística do conjunto de treinamento no projeto do detector. O resultado é um sistema capaz de reconhecer pontos fiduciais com baixo custo computacional e com taxas de acerto competitivas, principalmente para os pontos situados na região dos olhos e do nariz.

Abstract

The detection of facial features is a problem that has been given a lot of attention in recent years. There are several solutions to this problem in use today. This is so because control points defined in the face (also known as landmarks or fiducial points) can be used in initial steps in many other systems, such as tracking systems, security systems, 3D modeling, among others. In this work we propose a new methodology for fiducial point detection on faces. Our main contribution is the use of the DPI (from portuguese Detector por Produto Interno) in the classification step. The DPI is a new class of detectors based on correlation filters, whose main advantage is the easy incorporation of the training set statistics in the design of the detector. The result is a system able to recognize fiducial points with low computational cost and competitive hit rates, especially for points around the eyes and nose.

Palavras-chave: Reconhecimento de padrões, Processamento de imagens, Visão computacional, Dissertação.

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"Morphing" Empregando Modelos de Difusão de Fumaça

Dissertação de Mestrado

 

Nome: Marcelo Caniato Renhe
Instituição: Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ
Programa: Coordenação dos Programas de Pós-Graduação de Engenharia, Programa de Engenharia de Sistemas e Computação
Orientador: Antônio Alberto Fernandes de Oliveira e Claudio Esperança
Ano: 2010
País: Brasil

Resumo

Este trabalho apresenta uma técnica para implementação de "morphing" de objetos utilizando modelos matemáticos empregados na animação de fluidos, especificamente a fumaça. É utilizada uma abordagem euleriana para a representação computacional do fluido, discretizando e calculando as suas propriedades através de métodos bem estabelecidos de difusão e advecção. Partindo dos métodos de simulação propostos por Jos Stam em [1], apresentamos aqui uma variação do trabalho de Fattal e Lischinski [2], utilizando a transformada da distância para o cálculo da força de direcionamento do processo de "morphing".

Abstract

This work presents a technique for implementation of object morphing using mathematical models employed in fluid animation, specifically smoke. We use an Eulerian approach for the computational representation of the fluid, discretizing and calculating its properties through well established methods of difusion and advection. Starting from the simulation methods proposed by Jos Stam in [1], we present here a variation of the work by Fattal and Lischinski [2], using the distance transform for the calculation of the morphing driving force.

Palavras-chave: Animação física, Métodos baseados em grade, Dinâmica dos fluidos, Simulação de fumaça, Dissertação.

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Animação Baseada em Física Com Simulação Desacoplada

Dissertação de Mestrado

 

Nome: Jonas Fonseca Galante
Instituição: Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ
Programa: Coordenação dos Programas de Pós-Graduação de Engenharia, Programa de Engenharia de Sistemas e Computação
Orientador: Claudio Esperança
Ano: 2009
País: Brasil

Resumo

Este trabalho descreve uma abordagem para a animação de corpos rígidos na qual o cálculo dos parâmetros físicos é desacoplado da exibição em si. Este processamento assíncrono torna possível tratar o cálculo físico com a precisão necessária, por exemplo, usando passos de integração variáveis. Adicionalmente, é possível armazenar quadros a serem exibidos futuramente de forma que um eventual atraso no cálculo da física não seja sentido pelo observador. É também apresentado um esquema de decomposição temporal da cena que viabiliza o aproveitamento de partes pré-computadas da animação mesmo em face da obsolecência de outras partes devido, por exemplo, a uma alteração interativa da cena. A abordagem proposta tende a produzir uma animação mais suave e com maior precisão. Um protótipo incorporando estas idéias foi implementado e experimentos foram realizados de forma a demonstrar a exequibilidade da proposta.

Abstract

This dissertation discusses a physically-based animation approach of rigid bodies in which the computation of physical parameters is decoupled from the proper exhibition. This asynchronous processing makes it possible to handle the physical computation with the necessary precision, using, for instance, variable integration time steps. Additionally, it is possible to store frames to be displayed in the future such that an eventual untimeliness in the physical computation may not be noticed by the observer. It is also presented a scheme for temporal decomposition of the scene which enables the use of parts of the pre-calculated frames even when other parts have to be discarded due to, say, an interaction. The proposed approach tends to produce a smoother and more precise animation. A prototype implementation of these ideas was used to conduct several experiments and thus show their feasibility.

Palavras-chave:  Detecção de colisão, Corpos rígidos, Animação física, Dissertação.

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3DbyStep : Ferramenta para autoria de apresentações 3D

Dissertação de Mestrado

 

Nome: Elisabete Thomaselli Nogueira
Instituição: Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ
Programa: Coordenação dos Programas de Pós-Graduação de Engenharia, Programa de Engenharia de Sistemas e Computação
Orientador: Claudio Esperança
Ano: 2008
País: Brasil

Resumo

Neste trabalho investiga-se a construção de ferramentas para autoria de conteúdo 3D. Em particular, define-se um conjunto de características que permitam sua utilização por usuários não especialistas. Este perfil compreende aspectos relacionados, tanto à interface humano-computador quanto às funcionalidades oferecidas por tais ferramentas. Uma ferramenta, denominada 3DbyStep, foi construída com base nesse perfil e usada em um experimento piloto para autoria de uma apresentação 3D acerca de equipamentos de geração de energia eólica.

Abstract

This work investigates the construction of tools for authoring 3D content. In particular, it is defined a set of issues that make such tools amenable to use by non-specialists. This profile includes aspects related to both HCI and functionality. A sample application called 3DbyStep was implemented and used in an experiment for creating a 3D presentation about wind power equipments.

Palavras-chave: Computação gráfica, Autoria, Modelagem 3D, Dissertação

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VM3D-Anim : Uma ferramenta para visualização de modelos 3D animados

Dissertação de Mestrado

 

Nome: Carlos Henrique da Costa Cavalcanti
Instituição: Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ
Programa: Coordenação dos Programas de Pós-Graduação de Engenharia
Orientador: Ricardo Cordeiro de Farias
Ano: 2006
País: Brasil

Resumo

Neste trabalho é apresentado uma abordagem prática de técnicas de aquisição de conhecimento juntamente com técnicas de modelagem e animação para a elab- oração da ferramenta VM3D-Anim, cujo objetivo é disponibilizar conhecimento a respeito de equipamentos industriais visualmente. Discutimos a criação de uma infra-estrutura dividida em três serviços: aquisição do conhecimento, modelagem tridimensional e visualização que serviram como base para a elaboração de uma metodologia de aquisição de informações e criação da ferramenta VM3D-Anim. As técnicas de aquisição de conhecimento são aplicadas no âmbito industrial e obje- tivam a aquisição de informações que se encontram dispersas ou sob a forma de conhecimento tácito. Com o conhecimento adquirido, criaram-se modelos tridimen- sionais de equipamentos industriais e a partir deles, imagens, animações e módulo interativos em VRML foram gerados. Todo o material criado foi organizado em uma base de dados de informações que pode ser visualizada de forma simples e objetiva pela ferramenta VM3D-Anim.

Abstract

In this work we present a pratical approach for knowledge management and computer graphics techniques, such as modeling and animation, for the VM3D-Anim tool. The goal is to present the knowlegde about industrial equipment visually. We discuss the creation of an infrastructure divided into three parts: knowledge acquisition, 3D modeling and visualization, which builds a base for the acquisition methodology and creation of the VM3D-Anim tool. The knowledge acquisition techniques are applied in the industrial scope, whose objective is the acquisition of information that is found dispersed or under the form of a tacit knowledge. With the acquired knowledge, three-dimensional industrial equipment models are created. These are them rendered and snapshot images are taken. The material is stored in a database, and can be simply visualized by the VM3D-Anim tool.

Palavras-chave: Gestão do conhecimento, Modelagem 3D, Ferramenta de visualização, Dissertação.

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